NL8501670A - Electrical generator powered by vehicle IC engine exhaust gases - has closed steam turbine loop to store energy in flywheel using heat exchanger to utilise exhaust heat - Google Patents

Electrical generator powered by vehicle IC engine exhaust gases - has closed steam turbine loop to store energy in flywheel using heat exchanger to utilise exhaust heat Download PDF

Info

Publication number
NL8501670A
NL8501670A NL8501670A NL8501670A NL8501670A NL 8501670 A NL8501670 A NL 8501670A NL 8501670 A NL8501670 A NL 8501670A NL 8501670 A NL8501670 A NL 8501670A NL 8501670 A NL8501670 A NL 8501670A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
windings
turbine
flywheel
main field
armature
Prior art date
Application number
NL8501670A
Other languages
Dutch (nl)
Original Assignee
Brink A Bv Van Den
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Brink A Bv Van Den filed Critical Brink A Bv Van Den
Priority to NL8501670A priority Critical patent/NL8501670A/en
Publication of NL8501670A publication Critical patent/NL8501670A/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/08Prime-movers comprising combustion engines and mechanical or fluid energy storing means
    • B60K6/10Prime-movers comprising combustion engines and mechanical or fluid energy storing means by means of a chargeable mechanical accumulator, e.g. flywheel
    • B60K6/105Prime-movers comprising combustion engines and mechanical or fluid energy storing means by means of a chargeable mechanical accumulator, e.g. flywheel the accumulator being a flywheel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D1/00Non-positive-displacement machines or engines, e.g. steam turbines
    • F01D1/24Non-positive-displacement machines or engines, e.g. steam turbines characterised by counter-rotating rotors subjected to same working fluid stream without intermediate stator blades or the like
    • F01D1/28Non-positive-displacement machines or engines, e.g. steam turbines characterised by counter-rotating rotors subjected to same working fluid stream without intermediate stator blades or the like traversed by the working-fluid substantially radially
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D15/00Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of engines with devices driven thereby
    • F01D15/10Adaptations for driving, or combinations with, electric generators
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62Hybrid vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Abstract

The generator uses the exhaust gases from an internal combustion vehicle engine pass through a heat exchanger (1). Water from a pipe (7) is turned into steam in the exchanger (1) and is channelled to a turbine generator (4). The used steam then flows (5) through a condenser (6), which converts it back to water. The water is returned to the heat exchanger (1) by a compression pump (8). The turbine has an internal flywheel assembly which acts as a buffer for the energy generated by the steam, providing a more or less constant output level, despite short-term fluctions in gas temperatures and flow rates. The electrical current generated by the turbine is fed (9,10) to an electric motor (13) via a switch unit (11). The motor provides input energy to the vehicle propulsion system.

Description

* / ;» 1 ^* N.0. 33131* /; » 1 ^ * N.0. 33131

Inrichting voor het tot rotatie aandrijven van een wiel.Device for driving a wheel to rotation.

De uitvinding betreft een inrichting voor het tot rotatie 5 aandrijven van ten minste één wiel of schijf. In het bijzonder betreft de uitvinding zo'n inrichting voor het aandrijven van een wegvoertuig zoals een personenauto.The invention relates to a device for driving at least one wheel or disc to rotation. In particular, the invention relates to such a device for driving a road vehicle such as a passenger car.

Tot nu toe worden, voor het aandrijven van een wegvoertuig overwegend verbrandingsmotoren met heen en weer beweegbare zuigers, 10 met, met een krukas verbonden zuigerstangen toegepast, waarbij verder een koppeling, een versnellingsbak en een differentieel aanwezig moeten zijn.To date, predominantly internal combustion engines with reciprocating pistons have been used for driving a road vehicle, with piston rods connected to a crankshaft, in which case a clutch, a gearbox and a differential must also be present.

Het effectieve energierendement van deze bekende inrichtingen is maximaal ongeveer 25%. Bovendien kunnen slechts een gering aan-15 tal soorten brandstoffen worden toegepast. Verder is de emissie van schadelijke stoffen, door de verbranding van de brandstoffen bij een aanzienlijk hogere druk dan de atmospherische druk, een veelvoud van de emissie welke onstaat bij atmospherische druk.The effective energy efficiency of these known devices is up to about 25%. Moreover, only a small number of types of fuels can be used. Furthermore, the emission of harmful substances, due to the combustion of the fuels at a considerably higher pressure than the atmospheric pressure, is a multiple of the emission that occurs at atmospheric pressure.

Het doel van de uitvinding is een aandrijf inrichting in het 20 bijzonder voor een wegvoertuig te verschaffen die een aanzienlijk hoger energierendement en een aanzienlijk lagere emissie van schadelijke stoffen heeft.The object of the invention is to provide a drive device in particular for a road vehicle which has a considerably higher energy efficiency and a considerably lower emission of harmful substances.

Dit doel wordt bereikt doordat de inrichting volgens de uitvinding een rotatiemotor-samenstel anvat met twee in eikaars 25 verlengde liggende assen die elk met een eigen snelheid tot rotatie kunnen worden aangedreven, terwijl op elke as een vliegwiel of vliegwielsamenstel is bevestigd en de rotor van een generator die verder een stator omvat en leidingen voor het geleiden van de, bij het roteren van de rotor, opgewekte elektrische stroan naar ten minste één 30 electromotor die is gekoppeld met het aan te drijven wiel.This object is achieved in that the device according to the invention comprises a rotary motor assembly with two axially elongated axes, each of which can be driven to rotate at its own speed, while a flywheel or flywheel assembly is mounted on each axis and the rotor of a generator further comprising a stator and conduits for guiding the electrical straw generated when the rotor is rotated to at least one electric motor coupled to the wheel to be driven.

Bij voorkeur wordt het rotatiemotor-samenstel gevormd door een turbine met twee elk op een as gemonteerde en van schoepenkrarisen voorziene schijven waarbij de schoepenrijen van de ene schijf tussen die van de andere schijf liggen en een bron voor een gas of damp onder 35 druk aanwezig is met middelen voor het in de turbine leiden van dit gas.Preferably, the rotary engine assembly is formed by a turbine having two shaft mounted and vane-mounted disks each with the blade rows of one disk interposed between those of the other disk and a source of gas or vapor under pressure. with means for introducing this gas into the turbine.

Een op deze wijze uitgevoerde inrichting heeft een zeer hoog effectief energierendement doordat uitsluitend rotatiebewegingen plaats vinden, de door de turbine, die op zichzelf reeds een hoog 40 rendement heeft, geleverde kinetische energie wordt opgeslagen in de Λ -= τ, 3- =1 " 1 . I j ....... ..... 1 ———————— »· ί 2 vliegwielen óf vliegwielsamenstellen zodat een constante turbinebelasting optreedt, en de uiteindelijke electrische aandrijving de mogelijkheid geeft van het terugkoppelen van rem-energie. Verder is het mogelijk bij langdurige stilstand, in het bijzonder 's nachts de 5 aandrijf inrichting via het stroomnet, tegen geringe kWh-kosten "op te laden". Doordat bij de turbine de twee van schoepenkransen voorziene schijven en daardoor tevens de twee vliegwielen of tegengestelde richtingen roteren, zullen de giroscopische effecten van deze roterende massa's worden geneutraliseerd. Bovendien vergt de in-10 richting geen koppeling, differentieel en aandrijfassen, zodat het totale gewicht van de bewegende delen aanzienlijk geringer is dan bij de bekende inrichting met als gevolg een energiebesparing..A device designed in this way has a very high effective energy efficiency because only rotational movements take place, the kinetic energy supplied by the turbine, which in itself already has a high efficiency, is stored in the Λ - = τ, 3- = 1 " 1. I j ....... ..... 1 ———————— »· ί 2 flywheels or flywheel assemblies so that a constant turbine load occurs, and the final electric drive gives the possibility of feedback Braking energy Furthermore, it is possible to "charge" at a low kWh cost in the event of a prolonged standstill, in particular at night, of the drive device via the mains, because the two blades provided with blade rings and thus also rotating the two flywheels or in opposite directions will neutralize the giroscopic effects of these rotating masses, in addition, the in-10 direction requires no clutch, differential and drive shafts, so that the overall weight of the moving parts is considerably less than with the known device, resulting in energy savings.

Bij voorkeur staan de twee assen van de turbine verticaal.Preferably, the two shafts of the turbine are vertical.

Op voordelige wijze is ten minste één van de assen hol uit-15 gevoerd en is binnen deze as een axiale toevoer voor het gas onder druk aangebracht die uitmondt in een kamer met radiaal naar de schoepenkrart-sen gerichte uitstrocmmondstukken, waardoor een compacte constructie wordt verkregen.Advantageously, at least one of the shafts is hollow and an axial feed for the pressurized gas is provided within this shaft, which opens into a chamber with radial nozzles directed radially towards the vane crests, thereby obtaining a compact construction .

Bij voorkeur zijn de turbine en de vliegwielen of vlieg-20 wielsamenstellen binnen een gesloten huis gelegen, welk huis ten minste één afvoeropening voor de uit de turbine stromende gas of damp heeft, welke opening is aangesloten op een leiding die naar een condensor en verdichtingspomp leidt, terwijl deze pomp via een leiding in verbinding staat met een ketel die is voorzien van verwarmingsmiddelen.Preferably, the turbine and the flywheels or flywheel assemblies are located within a closed housing, which housing has at least one outlet for the gas or vapor flowing from the turbine, which opening is connected to a conduit leading to a condenser and compaction pump , while this pump is connected via a pipe to a boiler equipped with heating means.

25 Op deze wijze is een gesloten systeem verkregen, waarbij door de verwarming van de ketel een zich daarin bevindende vloeistof, bijvoorbeeld water, in een damp onder druk wordt omgezet voor het aandrijven van de turbine. Na uit de turbine, in het huis te zijn gestrooid, komt de damp in de condensor, waarna de pomp de uit de damp 30 gecondenseerde vloeistof weer op druk in de ketel pcmpt. In het huis heerst dus een onderdruk zodat de vliegwielen een geringe weerstand ondervinden. Voor de verwarming van de ketel kunnen in wezen alle beschikbare vloeibare brandstoffen worden gebruikt, zoals dieselolie, benzine, alcohol, propaan enzovoorts, waarbij deze brandstoffen totaal 35 kunnen worden verbrand tot, voor het milieu aanvaardbare schone ver-brandingsprodukten.In this way a closed system has been obtained, in which by heating the boiler a liquid contained therein, for instance water, is converted into a vapor under pressure to drive the turbine. After being scattered from the turbine into the housing, the vapor enters the condenser, after which the pump again pressures the condensed liquid from the vapor back into the boiler. In the housing there is therefore a negative pressure so that the flywheels experience little resistance. Basically all available liquid fuels can be used for heating the boiler, such as diesel oil, gasoline, alcohol, propane, etc., these fuels can be burned altogether to cleanly environmentally acceptable combustion products.

De inrichting volgens de uitvinding levert bovendien het voordeel op, dat ondanks de met zeer hoge snelheid roterende turbines op zeer eenvoudige wijze een zeer soepele snelheidsregeling, reeds van-40 uit stilstand, van een met deze inrichting uitgerust voertuig mogelijk 8501670 3 * is, zonder gebruik van tandwiel- of andere overbrengingen.The device according to the invention also provides the advantage that, in spite of the turbines rotating at very high speed, very smooth speed control, even from -40 from a standstill, of a vehicle equipped with this device is possible 8501670 3 *, without use of gear or other transmissions.

Deze inrichting is gekenmerkt door althans een asynchroon-ïiDtor voorzien van twee rotatiesymmetrische, tegenover elkaar gelegen en afzonderlijk te bekrachtigen hoofdveldwikkelingen, die elk in een 5 tussen deze wikkelingen gelegen gebied een electrisch draaiveld kunnen opwekken en daartoe elk met een van de generatoren kunnen worden verbonden, welke verbindingen zodanig zijn, dat de beide draaivelden in tegengestelde richting roteren? synmetrische ankerveldwikkelingen, opgesteld in het genoemde tussengelegen gebied, welke ankerveldwikkelin-10 gen door de genoemde draaivelden kunnen worden doorlopen, waarbij een van de hoofdveldwikkelingen en/of de ankerveldwikkelingen draaibaar era een as zijn opgesteld en een van deze wikkelingen met een aandrijfas is gekoppeld, een en ander zodanig, dat deze wikkelingen gaan roteren met een snelheid gelijk aan het verschil tussen de snelheden van de beide 15 draaivelden, afgezien van eventuele slip.This device is characterized by at least one asynchronous detector provided with two rotationally symmetrical, opposite and separately energizable main field windings, each of which can generate an electric rotary field in an area situated between these windings and for this purpose can each be connected to one of the generators. , which connections are such that the two rotating fields rotate in opposite directions? symmetrical armature field windings disposed in said intermediate region, which armature field windings can be traversed by said rotary fields, one of the main field windings and / or the armature field windings being rotatably mounted on one axis and one of these windings coupled to a drive shaft, all this in such a way that these windings start to rotate at a speed equal to the difference between the speeds of the two rotary fields, apart from any slip.

De electrische asynchroonmotoren worden bij de inrichting volgens de uitvinding bekrachtigd door een verschildraaiveld, dat ondanks de zeer hoge draaiveldtoerentallen van de afzonderlijke, in tegengestelde richtingen roterende draaivelden, aanvankelijk een rota-20 tiesnelheid gelijk aan nul kan bezitten.In the device according to the invention, the electric asynchronous motors are driven by a differential rotating field which, despite the very high rotating field speeds of the individual rotating fields rotating in opposite directions, can initially have a rotation speed equal to zero.

Bij voorkeur zijn de hoofdveldwikkelingen en de ankerwikke-lingen uitgevoerd als cm een as draaibare platte schijven, terwijl de ankerwikkelingen bij voorkeur bestaan uit twee afzonderlijke en vast ten opzichte van elkaar opgestelde parallelle schijfvormige kortsluit-25 ankerwikkelingen, waarbij elke ankerwikkeling samenwerkt met een van de draaivelden. De heide kortsluitankerwikkelingen moeten zoveel mogelijk magnetisch van elkaar zijn geïsoleerd.Preferably, the main field windings and the armature windings are designed as shaft-rotatable flat discs, while the armature windings preferably consist of two separate and fixed parallel disc-shaped short-circuit armature windings, each armature co-operating with one of the rotating fields. The heather short-circuit armature windings must be insulated from each other as much as possible.

De uitvinding wordt nader beschreven onder verwijzing naar de tekening, waarin: 30 Figuur 1 schematisch een inrichting volgens de uitvinding toont,The invention is further described with reference to the drawing, in which: Figure 1 schematically shows a device according to the invention,

Figuur 2 een axiale doorsnede van de turbine en bijbehorende delen weergeeft,Figure 2 shows an axial section of the turbine and associated parts,

Figuur 3 toont een electrisch schema voor het voeden van 35 een motor met behulp van de door de turbine aangedreven generatoren?Figure 3 shows an electrical diagram for feeding a motor using the turbine driven generators?

Figuur 4 toont een axiale doorsnede van een schijvenmotor volgens figuur 3?Figure 4 shows an axial section of a disc motor according to Figure 3?

Figuur 5 toont een axiale doorsnede van een conventioneel uitgevoerde motor, die bij de inrichting volgens de uitvinding kan wor-40 den toegepast.Figure 5 shows an axial section of a conventionally designed motor which can be used in the device according to the invention.

. » Λ “J / s ; .¾ V J Λ ί I) . >4 * J - J/ ... . . . .......... »Λ“ J / s; .¾ V J Λ ί I). > 4 * Y - J / .... . . .........

44

Zoals getoond in figuur 1 cmvat de inrichting een ketel 1 met een toevoer 2 voor hete verbrandingsgassen afkomstig van een verder niet getoonde verbrandingsinrichting, en een afvoer 3 voor deze gassen, zodat door deze hete verbrandingsgassen, een vloeistof, bijvoorbeeld 5 water, binnen de ketel 1 tot een damp onder druk wordt omgezet. Door middel van de leiding 3 is de ketel 1 verbonden met een binnen in het huis 4 aangebrachte, in figuur 2 getoonde turbine. Het huis 4 staat via de leiding 5 in verbinding met een condensor 6 die via de leiding 7 in verbinding staat met de ketel 1, in welke leiding 7 een verdichtings-10 pomp 8 is opgenomen.As shown in figure 1, the device comprises a boiler 1 with a supply 2 for hot combustion gases originating from a combustion device not shown further, and a discharge 3 for these gases, so that through these hot combustion gases, a liquid, for instance 5 water, inside the boiler 1 until a vapor is reacted under pressure. The boiler 1 is connected by means of the pipe 3 to a turbine arranged inside the housing 4, shown in figure 2. The housing 4 is connected via line 5 to a condenser 6 which is connected via line 7 to boiler 1, in which line 7 a compaction pump 8 is included.

Vanuit het huis 4 lopen elektrische leidingen 9 en 10 naar een schakelinrichting 11 en van deze schakelinrichting loopt een elec-trische leiding 12 naar een electrcmotor 13.Electric lines 9 and 10 run from the housing 4 to a switching device 11 and an electric line 12 runs from this switching device to an electric motor 13.

Zoals getoond in figuur 2 is binnen het huis 4 een turbine 15 14 gemonteerd, die twee van schoepenkransen voorziene schijven 15 en 16 omvat, waarbij de schoepenrijen 15’ yan schijf 15 tussen de schoepenrijen 16' van de schijf 16 liggen. De schijven 15 en 16 zijn elk op een eigen holle as respectievelijk 17 en 18 gemonteerd die door middel van de lagers 19 respectievelijk 20 cm een met het huis 4 verbonden cen-20 traal lichaam 21 kunnen roteren. Door het centrale lichaam 21 loopt een axiaal kanaal 22 dat bij 22' is verbonden met de leiding 3 voor het naar de turbine voeren van de in de ketel 1 opgewekte damp onder druk. Het kanaal 22 mondt uit in een kamer 23 die is voorzien van radiale, naar de schoepenkransen 15', 16' gerichte uitstrocmmondstukken 24.As shown in Figure 2, a turbine 15 is mounted within the housing 4, comprising two vane-crowned disks 15 and 16, with the blade rows 15 of the disk 15 located between the blade rows 16 'of the disk 16. The discs 15 and 16 are each mounted on their own hollow shaft 17 and 18, respectively, which can rotate a central body 21 connected to the housing 4 by means of the bearings 19 and 20 cm respectively. An axial channel 22, which is connected at 22 'to the pipe 3 for passing the vapor generated in the boiler 1 to the turbine under pressure, passes through the central body 21. The channel 22 opens into a chamber 23 which is provided with radial spreading nozzles 24 directed towards the blade rings 15 ', 16'.

25 Om de assen 17 en 18 zijn vliegwielsamenstellen 25 respec tievelijk 26 bevestigd, waarin de energie van de turbine 14 kan worden opgeslagen. Deze vliegwielsamenstellen zijn opgebouwd uit een aantal vliegwielschijven 251, 261, die bij voorkeur uit een met vezels versterkte kunststof zijn vervaardigd. De dikte van elke schijf neemt 30 exponentieel af in radiale richting, waardoor een gelijkmatige span-ningsverdeling in de schijf wordt verkregen, zodat een optimale hoeveelheid arbeidsvermogen van beweging kan worden bereikt.Flywheel assemblies 25 and 26, respectively, are mounted around shafts 17 and 18, in which the energy of the turbine 14 can be stored. These flywheel assemblies are made up of a number of flywheel discs 251, 261, which are preferably made of a fiber-reinforced plastic. The thickness of each disc decreases exponentially in the radial direction, providing an even stress distribution in the disc so that an optimal amount of power of movement can be achieved.

Verder zijn de assen 17 en 18 gekoppeld met een rotor 27 respectievelijk 28 van een generator die verder de stator 27' respec-35 tievelijk 28' omvat. De rotor 27, 28 kan worden voorzien van sterke permanente magneten 29 respectievelijk 30. In plaats van deze permanente magneten kunnen ook afzonderlijk bekrachtigde electrcmagneten worden toegepast. De generatoren 27, 27' en 28, 28' zijn via de electrische leidingen 9 respectievelijk 10 verbonden met de schakelinrichting 11.Shafts 17 and 18 are further coupled to a rotor 27 and 28 respectively of a generator further comprising stator 27 'and 28', respectively. The rotor 27, 28 can be provided with strong permanent magnets 29 and 30, respectively. Instead of these permanent magnets, separately energized electromagnet magnets can also be used. The generators 27, 27 'and 28, 28' are connected to the switching device 11 via the electrical lines 9 and 10, respectively.

40 Figuur 3 toont een electrisch principeschema, dat weergeeft 83 0 I o / u 5 ' · ί op welke wijze de motor 13 door de generatoren 27 , 271 en 28, 28' wordt bekrachtigd.Figure 3 shows an electrical schematic diagram showing 83 0 / o 5/5 how the motor 13 is powered by generators 27, 271 and 28, 28 '.

De motor 13 is daartoe voorzien van twee hoofdveldwikkelin-gen 31 en 32, waarbij de hoofdveldwikkeling 31 wordt aangedreven door 5 generator 27 en de hoofdveldwikkeling 32 door generator 28. In figuur 3 zijn de electrische verbindingslijnen door een enkele lijn aangegeven.To this end, the motor 13 is provided with two main field windings 31 and 32, the main field winding 31 being driven by generator 27 and the main field winding 32 by generator 28. In figure 3 the electrical connecting lines are indicated by a single line.

De voorkeur gaat bij dit soort aandrijfmiddelen vanzelfsprekend uit naar driefasenbedrijf, vanwege het daarbij opwekken van draaivelden. De enkele lijnen in figuur 3 stellen derhalve in dat geval drie afzonder-10 lijke geleiders voor.In this type of drive means, preference is of course for three-phase operation, because of the generation of rotating fields. The single lines in Figure 3 therefore represent three separate conductors in that case.

De hoofdveldwikkelingen 31 en 32 worden zodanig met de generatoren 27 en 28 verbonden, dat de door de hoofdveldwikkelingen 31 en 32 in de ruimte tussen deze hoofdveldwikkelingen opgewekte draaivelden in tegengestelde richting roteren. In deze ruimte bevinden zich de 15 statorwikkelingen 33. Deze bestaan bij voorkeur uit twee afzonderlijke kooiankerwikkelingen, waarvan er een in hoofdzaak wordt beïnvloed door het veld van de hoofdwikkeling 31 en de andere door het veld van de hoofdwikkeling 32. Deze beide kooiankerwikkelingen moeten derhalve zoveel mogelijk magnetisch van elkaar worden geïsoleerd.The main field windings 31 and 32 are connected to the generators 27 and 28 such that the rotating fields generated by the main field windings 31 and 32 in the space between these main field windings rotate in opposite directions. The stator windings 33 are located in this space. These preferably consist of two separate squirrel-cage windings, one of which is mainly influenced by the field of the main winding 31 and the other by the field of the main winding 32. Therefore, both squirrel-cage windings must may be magnetically isolated from each other.

20 Bij voorkeur werken de ankerwikkelingen als los meedraaien de ankerwikkeling, terwijl een van de hoofdveldwikkelingen 31 of 32 vast met de aandrijfas van de motor is verbonden.Preferably, the armature windings operate as the armature winding rotates loosely, while one of the main field windings 31 or 32 is fixedly connected to the motor drive shaft.

De ankerveldwikkeling 33 wordt aangedreven door het verschil tussen de beide draaivelden. Als de beide generatoren 27 en 28 en 25 dus ook de daarmee gekoppelde turbines derhalve met gelijke toerentallen draaien zal er geen versehilveld optreden en zal de motor 13 stil blijven staan. Om nu een verschildraaiveld te creëren moet een van de turbines en de daarmee gekoppelde generatoren langzamer of sneller gaan draaien dan de andere. Dit kan worden bestuurd door regeling van de be-30 krachtiging van de draaistrocmgeneratoren 27 en 28. Bij het variëren van de elektrische bekrachtiging zal een van de turbines meer of minder energie aan de bijbehorende hoofdveldwikkeling van de aangesloten motor leveren dan de andere, waardoor deze laatste turbine sneller of langzamer zal gaan draaien en er een verschildraaiveld zal optreden. Deze 35 regeling van de bekrachtiging kan uiterst soepel geschieden, zodat het snelheidsverschil tussen de turbines vanaf nul zeer geleidelijk kan toenemen. Dit betékent dat de aangesloten motor ode zeer geleidelijk vanaf stilstand op snelheid kan worden gebracht, wat voor een voertuig vanzelfsprekend uitermate belangrijk is.The armature winding 33 is driven by the difference between the two rotary fields. Therefore, if the two generators 27 and 28 and 25 also run the associated turbines at equal speeds, there will be no difference in field and the motor 13 will stand still. Now, to create a differential rotating field, one of the turbines and the associated generators must run slower or faster than the others. This can be controlled by controlling the power of the rotary current generators 27 and 28. As the electrical excitation varies, one of the turbines will supply more or less energy to the associated main field winding of the connected motor than the others, causing it to last turbine will run faster or slower and a differential rotational field will occur. This actuation control can be done extremely smoothly, so that the speed difference between the turbines can increase very gradually from zero. This means that the connected engine can be brought up to speed very slowly from a standstill, which is obviously extremely important for a vehicle.

40 Figuur 4 toont een axiale doorsnede van een voorkeursuit- i -> 5 7 * ^ A ίFigure 4 shows an axial section of a preferred embodiment

- V- V

6 i voeringsvorm van een motor volgens de uitvinding. Dit is een zogenaamde schijvenmotor, waarbij de wikkelingen zijn aangebracht op platte schijven, die ofwel stilstand, zoals de hoofdveldwikkeling 31, ofwel met de aandrijfas van de motor zijn verbonden, zoals hoofdveldwikkeling 32.6 l liner of a motor according to the invention. This is a so-called disc motor, in which the windings are arranged on flat discs, which are either stationary, such as the main field winding 31, or connected to the motor drive shaft, such as the main field winding 32.

5 De hoofdveldwikkeling 31 is hier over twee afzonderlijke schijven verdeeld, die in het rechter respectievelijk het linker deel van de motor 13 zijn opgesteld. Midden tussen deze twee hoofdveldwikke-lingen 31 bevindt zich de hoofdveldwikkeling 32, eveneens als schijf uitgevoerd en star gekoppeld met de as 34 van de motor. Aan weerszijden 10 van deze schijfvormige hoofdveldwikkeling 32 bevinden zich ankerwikke-lingen 33. Deze zijn los draaibaar om de as 34. De hoofdveldwikkeling 32 wordt door sleepringen 35 gevoed.The main field winding 31 is here divided over two separate discs, which are arranged in the right and left part of the motor 13, respectively. Midway between these two main field windings 31 is the main field winding 32, also designed as a disc and rigidly coupled to the shaft 34 of the motor. Arm windings 33 are located on either side of this disc-shaped main field winding 32. These are rotatable about the axis 34. The main field winding 32 is fed by slip rings 35.

De ankerwikkelingen 33 zijn voorzien van twee ankerwikke-lingen, een die samenwerkt met de hoofdveldwikkeling 31 en een andere 15 die samenwerkt met de hoofdveldwikkeling 32.The armature windings 33 are provided with two armature windings, one cooperating with the main field winding 31 and another 15 cooperating with the main field winding 32.

Figuur 5 toont een motor volgens de uitvinding met de conventionele opbouw, dat wil zeggen met coaxiaal gelegen wikkelingen en kooiankerrotor. Ook hier is de hoofdveldwikkeling 32 vast verbonden roet de as 34 en wordt deze met driefasenstroam gevoed via de sleepringen 20 35, waaraan de stroom van een van de generatoren van de turbine wordt toegevoerd. Buitenom ligt de hoofdveldwikkeling 31, die als gebruikelijke driefasenstatorwikkeling kan zijn uitgevoerd.Figure 5 shows a motor according to the invention with the conventional construction, i.e. with coaxial windings and squirrel cage rotor. Here, too, the main field winding 32 is rigidly connected to the shaft 34 and is supplied with three-phase current via the slip rings 20, to which the current from one of the turbine generators is supplied. Outside is the main field winding 31, which can be designed as a conventional three-phase stator winding.

Tussen de roterende hoofdveldwikkeling 32 en de stationaire hoofdveldwikkeling 31 bevinden zich de kooiankerwikkelingen 33. Deze 25 bestaan uit twee coaxiale kooiankers 36 en 37, die star met elkaar zijn verbonden, maar zodanig zijn opgesteld ten opzichte van elkaar dat er weinig magnetische koppeling tussen deze beide kortsluitankerwikkelin-gen kan optreden. Deze kooiankerwikkelingen zijn losdraaibaar op de as 34 gemonteerd en zullen steeds draaien met de helft van het rotatiever-30 schil tussen de draaivelden van de hoofdwikkelingen 31 en 32.Between the rotating main field winding 32 and the stationary main field winding 31 the squirrel windings 33 are located. These 25 consist of two coaxial squirrel anchors 36 and 37, which are rigidly connected to each other, but arranged so that there is little magnetic coupling between them. short-circuit armature windings can occur. These squirrel-cage windings are mounted rotatably on the shaft 34 and will always rotate with half the rotational difference between the rotary fields of the main windings 31 and 32.

35 40 850137035 40 8501370

Claims (9)

1. Inrichting voor het tot rotatie aandrijven van ten min-5 ste één wiel of schijf, in het bijzonder een voertuigwiel, met het kenmerk, dat de inrichting omvat een rotatienotor-samenstel met twee in eikaars verlengde liggende assen die elk met een eigen snelheid tot rotatie kunnen worden aangedreven, terwijl op elke as een vliegwiel of vliegwielsaroenstel is bevestigd en de rotor van een generator die 10 verder een stator omvat en leidingen voor het geleiden van de, bij het roteren van de rotor, opgewekte electrische stroom naar ten minste één electromotor die is gekoppeld met het aan te drijven wiel.Device for rotatingly driving at least one wheel or disc, in particular a vehicle wheel, characterized in that the device comprises a rotary motor assembly with two axially extended axes, each with its own speed rotatable with a flywheel or flywheel gear mounted on each shaft and the rotor of a generator further comprising a stator and conduits for conducting the electrical current generated when the rotor is rotated to at least one electric motor coupled to the wheel to be driven. 2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het rotatiemotorsamenstel wordt gevormd door een turbine met twee elk op 15 een as gemonteerde en van schoepenkransen voorziene schijven, waarbij de schoepenrijen van de ene schijf tussen die van de andere schijf liggen en een bron voor een gas of damp onder druk aanwezig is met middelen voor het in de turbine leiden van dit gas.2. Device as claimed in claim 1, characterized in that the rotary motor assembly is formed by a turbine with two shaft-mounted and vane-mounted discs each, the blade rows of one disc lying between those of the other disc and a source before a gas or vapor is present under pressure with means for introducing this gas into the turbine. 3. Inrichting volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de 20 twee assen van de turbine verticaal staan.3. Device according to claim 2, characterized in that the two axes of the turbine are vertical. 4. Inrichting volgens conclusies 2 of 3, met het kenmerk, dat ten minste één van de assen hol is uitgevoerd en binnen deze as een axiale toevoer voor het gas onder druk is aangebracht die uitmondt in een kamer met radiaal naar de schoepenkransen gerichte uitstroarsnond- 25 stukken.Device as claimed in claims 2 or 3, characterized in that at least one of the shafts is hollow and an axial feed for the pressurized gas is provided within this shaft, which opens into a chamber with discharge nozzle directed radially towards the vanes. 25 pieces. 5. Inrichting volgens conclusies 2-4, met het kenmerk, dat de turbine en de vliegwielen of vliegwielsamenstellen binnen een gesloten huis zijn gelegen, welk huis ten minste één afvoeropening voor het uit de turbine stromende gas of damp heeft die is aangesloten op een 30 leiding die naar een condensor en een verdichtingsponp leidt, terwijl deze pomp via een leiding in verbinding staat met een ketel die is voorzien van verwarmingsmiddelen.5. Device as claimed in claims 2-4, characterized in that the turbine and the flywheels or flywheel assemblies are located within a closed housing, which housing has at least one discharge opening for the gas or vapor flowing out of the turbine which is connected to a pipe leading to a condenser and a compaction pump, while this pump is connected via a pipe to a boiler equipped with heating means. 6. Inrichting volgens conclusies 1-5, met het kenmerk, dat de electrische leidingen van de twee generatoren met één electromotor 35 zijn verbonden.6. Device according to claims 1-5, characterized in that the electrical lines of the two generators are connected to one electric motor 35. 7. Inrichting volgens een van de voorgaande conclusies, gekenmerkt door althans een asynchrconmotor voorzien van twee rotatiesym-metrische, tegenover elkaar gelegen en afzonderlijk te bekrachtigen hoofdveldwikkelingen, die elk in een tussen deze wikkelingen gelegen 40 gebied een electrisch draaiveld kunnen opwekken en daartoe elk met een 3 Λ ξ: ; 0 / U * v ·*· * v J « c 8 van de generatoren kunnen worden verbonden, welke verbindingen zodanig zijn, dat de beide draaivelden in tegengestelde richting roteren? symmetrische ankerveldwikkelingen, opgesteld in het genoemde tussengelegen gebied, welke ankerveldwikkelingen door de genoemde draaivelden kunnen 5 worden doorlopen, waarbij een van de hoofdveldwikkelingen en/of de ankerveldwikkelingen draaibaar om een as zijn opgesteld en een van deze wikkelingen met een aandrijfas is gekoppeld, een en ander zodanig, dat deze wikkelingen gaan roteren met een snelheid gelijk aan het verschil tussen de snelheden van de beide draaivelden, af gezien van eventuele 10 slip.A device according to any one of the preceding claims, characterized by at least one asynchronous motor provided with two rotationally symmetrically opposed and separately energizable main field windings, each of which can generate an electrically rotating field in an area situated between these windings. a 3 Λ ξ:; 0 / U * v · * · * v J «c 8 of the generators can be connected, which connections are such that the two rotating fields rotate in opposite directions? symmetrical armature windings arranged in said intermediate region, which armature windings can be traversed by said rotary fields, one of the main field windings and / or the armature windings being rotatably arranged about an axis and one of these windings coupled to a drive shaft, one and otherwise such that these windings start to rotate at a speed equal to the difference between the speeds of the two rotary fields, regardless of any slip. 8. Inrichting volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat de hoofdveldwikkelingen en de ankerveldwikkelingen zijn uitgevoerd als om een as draaibare platte schijven.8. Device according to claim 7, characterized in that the main field windings and the armature windings are designed as flat discs rotatable about an axis. 9. Inrichting volgens conclusie 7 of 8, met het kenmerk, 15 dat de ankerveldwikkeling bestaat uit twee afzonderlijke, vast ten opzichte van elkaar opgestelde kortsluitankers, waarbij elk anker samenwerkt met een van de draaivelden van de hoofdveldwikkelingen. 20 ***** 25 30 35 40 S3 01 6 7 09. Device as claimed in claim 7 or 8, characterized in that the armature winding consists of two separate short-circuit anchors fixed in relation to each other, each arm cooperating with one of the rotating fields of the main field windings. 20 ***** 25 30 35 40 S3 01 6 7 0
NL8501670A 1985-06-10 1985-06-10 Electrical generator powered by vehicle IC engine exhaust gases - has closed steam turbine loop to store energy in flywheel using heat exchanger to utilise exhaust heat NL8501670A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL8501670A NL8501670A (en) 1985-06-10 1985-06-10 Electrical generator powered by vehicle IC engine exhaust gases - has closed steam turbine loop to store energy in flywheel using heat exchanger to utilise exhaust heat

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL8501670A NL8501670A (en) 1985-06-10 1985-06-10 Electrical generator powered by vehicle IC engine exhaust gases - has closed steam turbine loop to store energy in flywheel using heat exchanger to utilise exhaust heat
NL8501670 1985-06-10

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL8501670A true NL8501670A (en) 1987-01-02

Family

ID=19846115

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL8501670A NL8501670A (en) 1985-06-10 1985-06-10 Electrical generator powered by vehicle IC engine exhaust gases - has closed steam turbine loop to store energy in flywheel using heat exchanger to utilise exhaust heat

Country Status (1)

Country Link
NL (1) NL8501670A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8808096B2 (en) 2009-03-27 2014-08-19 Ricardo Uk Limited Flywheel
US9273755B2 (en) 2009-03-27 2016-03-01 Ricardo Uk Limited Method and apparatus for balancing a flywheel
US9391489B2 (en) 2010-11-17 2016-07-12 Ricardo Uk Limited Magnetic coupler having magnets with different magnetic strengths
US9704631B2 (en) 2009-03-27 2017-07-11 Ricardo Uk Limited Flywheel
US9718343B2 (en) 2011-04-20 2017-08-01 Ricardo Uk Limited Energy storage system having a flywheel for a vehicle transmission

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8808096B2 (en) 2009-03-27 2014-08-19 Ricardo Uk Limited Flywheel
US9273755B2 (en) 2009-03-27 2016-03-01 Ricardo Uk Limited Method and apparatus for balancing a flywheel
US9704631B2 (en) 2009-03-27 2017-07-11 Ricardo Uk Limited Flywheel
US9391489B2 (en) 2010-11-17 2016-07-12 Ricardo Uk Limited Magnetic coupler having magnets with different magnetic strengths
US9718343B2 (en) 2011-04-20 2017-08-01 Ricardo Uk Limited Energy storage system having a flywheel for a vehicle transmission

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4302683A (en) Reaction engine driven electrical generating system with power load variation control capability
US3950950A (en) Rotary Rankine engine powered electric generating apparatus
US4069673A (en) Sealed turbine engine
US4649307A (en) Induction-type planetary reducing coupling for very high speed rotating machines
Vrancik Prediction of windage power loss in alternators
US5634339A (en) Non-polluting, open brayton cycle automotive power unit
US7948105B2 (en) Turboalternator with hydrodynamic bearings
GB1340363A (en) Gas turbine power plants
WO2016072095A1 (en) Eddy current type heating device
US2576284A (en) Vapor electricity generator set
US20100011766A1 (en) Device for recovering electrical energy from the exhaust heat of a combustion engine of a motor vehicle, and method for recovering electrical energy from the exhaust heat of a combustion engine of a motor vehicle
NL8501670A (en) Electrical generator powered by vehicle IC engine exhaust gases - has closed steam turbine loop to store energy in flywheel using heat exchanger to utilise exhaust heat
GB2405448A (en) A closed cycle energy recovery system
US4075542A (en) Inertia power system
US3769796A (en) Rotary heat engines
US3996477A (en) Thermal prime mover
US8508059B2 (en) Thrust reaction utilization method and system
EP0026584A1 (en) Improvements in and relating to turbo electric generators
GB2405450A (en) Multi stage series connected radial inflow turbine
WO2016137442A1 (en) A turbine and method of making and using the same
RU2253737C2 (en) Multistage axial and radial ingugstrom turbomachine without output shaft
WO2002060716A1 (en) Combined power generating unit for cars and tractors provided with electrical transmission and motorised wheels (variants)
CA2892906C (en) Centrifugal expanders and compressors each with both flow from periphery to center and flow from center to periphery in both external heat and internal combustion.
JP2021527775A (en) Compact Rankin turbo generator for thermoelectric distributed cogeneration
CN219220746U (en) Centripetal turbine driven centrifugal working medium pump and organic Rankine cycle system

Legal Events

Date Code Title Description
A1B A search report has been drawn up
BV The patent application has lapsed