Ontwikkeling van een gasturbine

[Bjorn_vs]

Hoi allemaal,

 

Heel even heb ik hier al rondgekeken, maar dan zonder zelf te onthullen waar ik mee bezig ben.

Nu toch mijn eigen "big idea". Of eigenlijk is het meer ons, want in de loop der tijd heb ik vrienden en familieleden bereid gevonden om in hun vrije tijd aan het project bij te dragen.

 

We zijn nu alweer een tijd bezig met de ontwikkeling van een gasturbinemotor, speciaal voor kleinere vermogens. Het gaat dan om de grootte van alles van auto's tot de binnenvaart. Ontzettend breed, en in het eerste deel van de ontwikkeling hebben we vanuit een begeleidingstraject het advies gekregen om even niet naar mogelijke markten te kijken. Eerst de werking van de motor demonstreren, of in ieder geval van de delen die we nieuw ontwikkelen.

 

Van die nieuwe delen hebben we uit eigen vermogen een prototype kunnen maken. De werking daarvan hebben we kunnen demonstreren en het gaat er nu om, om meetgegevens te verzamelen en de karakteristieken van de motoronderdelen te bepalen.

 

Om een lang verhaal korter te maken gaan we er nu voor om voor het eind van het jaar een volledige werkende motor te hebben. Rendement en prestaties zijn dan nog niet van belang, eerst moet het ding werken.

Tegelijkertijd is er onderzoek gaande naar de trucks en auto's die in het verleden met een gasturbine motor zijn uitgevoerd. Dat blijken er nogal wat te zijn en daar is uit te leren: Waarom is het toen niet gelukt en hoe voorkomen we dat we in dezelfde valkuilen trappen.

En het advies om niet naar de markt te kijken is nu achterhaald. Juist als de gasturbine motor in zijn geheel draait moeten we door kunnen ontwikkelen naar een specifieke markt toe. Dan kunnen we al helemaal niet meer "blind" verder gaan. Daarom ga ik nu met een aantal mogelijke klanten praten om te toetsen of de aannames die we doen over de voordelen van een vrachtwagen met een gasturbine motor ook aansluiten bij wat de klant vindt.

 

Het lijkt erop dat we het beste kunnen mikken op de vrachtwagens. Niet alleen omdat ik toevallig daar behoorlijk wat kennis over verzamel, maar ook omdat daar de voordelen van de motor daar het meest tot hun recht lijken te komen: Een lager eigengewicht, de mogelijkheid om een stuk elektrisch te rijden en naar verwachting een beter rendement.

 

Een inschatting van de kosten is ook belangrijk, zeker omdat een gasturbinemotor enorm duur is. Daar zijn we ook mee bezig, en van het gekozen businessmodel hangt veel af. Op enig moment moeten we besluiten op welke specifieke onderdelen we onze ontwikkeling gaan richten, want de motor als geheel is te groot. Bovendien zijn er andere mensen die heel goed gasturbines kunnen bouwen. Daar is het project echter op dit moment nog niet aan toe.

 

Mijn vraag is nu... Zie ik nog iets overduidelijks over het hoofd?

 

 

[WalterBrokx]

Uiteindelijk zal een deel van de kosten voor jou zitten in de manier waarop de motor gebouwd moet worden.

Voor de gebruiker zitten de kosten in gewicht en afmeting (kleiner en lichter = meer laadcapaciteit) en in rendement.

Als de motor duurder is in de aanschaf, zul je moeten uitrekenen na hoeveel kilometer de motor goedkoper is dan oldschool diesel. Je zult dan ook aannames moeten doen over de ontwikkelingen van brandstofprijzen...

 

Deze cijfers lijken mij van belang om klanten over de streep te trekken. Maar dat is de marketingkant van het verhaal.

 

Tanks gebruiken volgens mij ook gasturbines, maar sinds oorlog voeren steeds meer op stadsguerilla lijkt, is de tankmarkt kleiner geworden...

 

Succes!

[Bjorn_vs]

Dat klopt - en "traditionele" gasturbine motoren kostten zo'n 50.000 euro. Dat maakt het nu niet echt een aantrekkelijk idee om een truck ermee te voorzien. Het budget voor ons om onze eigen complete gasturbine te bouwen hangt ongeveer rond de 4000 euro, en dat is een prototype. Dat op zich vertelt al iets over de uiteindelijke prijs.

 

De marketingkant is een beetje zoeken nog. Om nu meteen te roepen dat ik een compleet nieuwe vrachtwagen van mijn motor ga voorzien kan wel, maar dat is de langste weg. Een vrachtwagenfabrikant staat nu niet direct te springen om een nieuwe en onbewezen motor te gebruiken met als risico dat klanten er erg ontevreden over zijn.

 

Ik denk er eerder over om 2de hands vrachtwagens op te kopen, de motor te vervangen en de vrachtwagen weer te verkopen. Qua prijs heb je dan wat meer speelruimte, want in essentie ontstaat er een bijna-nieuwe vrachtwagen. Doel is dan om ruim onder de vraagprijs van een nieuwe truck te gaan zitten. Het is een beetje afwachten of dat kan met alle manuren die nodig zijn om de vrachtwagen om te bouwen.

 

Misschien wordt het ook wel een heel andere strategie... Dat moet zich nog uitwijzen.

 

Sommige tanks gebruiken inderdaad gasturbines. Ik denk dat die markt binnenkomen nog veel moeilijker zou zijn dan andere markten... Als een vervoerder motorpech heeft verdient hij minder geld. Als een tank motorpech heeft, tja dan kan hij wel eens opgeblazen worden...

[steve_o82]

Sommige tanks gebruiken inderdaad gasturbines. Ik denk dat die markt binnenkomen nog veel moeilijker zou zijn dan andere markten... Als een vervoerder motorpech heeft verdient hij minder geld. Als een tank motorpech heeft, tja dan kan hij wel eens opgeblazen worden...

 

Maar toch, volgens discovery channel is er (in Amerika) nog wel ruimte voor kleine (familie)bedrijven die innovatief in deze nichemarkt producten kunnen maken die op specifieke situaties zijn toegesneden....Wellicht een idee om dat dan toch als een pet-project ernaast te doen. Juist door met dat soort voertuigen bezig te gaan, innoveer je je commerciele applicaties. ;)

[P.J.]

Kun je in het kort (naast de extreem lage kosten die je aangaf) de voor- en nadelen van zo'n motor aangeven?

[Bjorn_vs]

Ja hoor.

 

Het gewicht van de motor gaat aanzienlijk lager liggen dan huidige zuigermotoren. Ook wordt de motor kleiner dan de huidige motoren die nu gebruikt worden; met name de opbouw wordt lager.

Het brandstofverbruik wordt beter, we voorzien een verbetering van omstreeks 30%. Dit kan zelfs een conservatieve schatting blijken. In principe wordt ook het onderhoud eenvoudiger en daarmee goedkoper.

De acceleratie die mogelijk is, is een stuk soepeler dan met dieselmotoren. Dat komt vooral vervoerders van vloeistoffen ten goede en ook busmaatschappijen zullen er voordeel van hebben. Ook is het mogelijk een beperkte afstand elektrisch te rijden omdat de gasturbinemotor een hybride aandrijving voorschrijft. Het gaat dan om een beperkte afstand (een tiental kilometer) maar voor bepaalde toepassingen kan dat genoeg zijn. Op verzoek van de klant kan gekozen worden om deze afstand te vergroten.

 

De extreem lage kosten hebben met name betrekking op de vergelijking met eerdere gasturbinemotoren. Ten opzichte van de zuigermotor zal de aanschafprijs hetzelfde liggen. Als de hele aandrijflijn in beschouwing wordt genomen zal de gasturbinemotor wel duurder uitpakken.

 

[herman van der helm]

"Het brandstofverbruik wordt beter, we voorzien een verbetering van omstreeks 30%. Dit kan zelfs een conservatieve schatting blijken."

 

Zijn mooie getallen als ze kloppen. Maar heb je rekening gehouden met onderstaand verhaal, dat ik al eerder schreef in het draadje? : https://www.higherlevel.nl/forum/index.php?board=26;action=display;threadid=32735;start=120

 

 

Het rendement van een motor met inwendige verbranding wordt bepaald door hoeveel procent van de potentiele energie uit de brandsstof omgezet kan worden in arbeid. Stel de energie inhoud op 100%. Er is ongeveer 30 tot 40% om te zetten in arbeid. Dit wordt exergie genoemd. De rest is niet winbaar en wordt anergie genoemd. Van de exergie kan een verbrandingsmotor maar een deel omzetten in arbeid, omdat er nu eenmaal verliezen zijn die met dit omzettingsproces te maken hebben. Hierbij moet je denken aan lekverliezen, warmteverliezen, ongewenste bewegingsenergie zoals trillingen en geluid, wrijvingsverliezen (bijvoorbeeld leibaankrachten en lagerwrijving) hulpapparatuur die moet worden aangedreven (waterpomp, inspuitpomp, oliepomp, dynamo), onverbrande brandstof etc.

 

Deze verliezen zorgen ervoor dat het rendement ten opzichte van de 100% energie doorgaans rond de tien tot twintig procent is.

[Bjorn_vs]

Zeker voor een eerste opzet van de gasturbinemotor zal het moeilijk worden om daadwerkelijk hoge rendementen te halen. Ik vergeet ook zeker niet dat er in de zuigermotor een jaar of 100 aan ontwikkeling zit om het huidige rendement te halen (dat zit tussen de 25 en 32%).

 

Toch is het potentieel er wel; het thermisch rendement in de gasturbine motor kan door de opzet een stuk hoger. Ook voorzien we al verliezen in de compressor en turbine - dat zijn de onderdelen die we nieuw ontwikkelen. Die verliezen zijn bijvoorbeeld warmteverliezen, verstoringen in de stromingen en dergelijke. Dat baseren we op pogingen uit het verleden, maar tegelijkertijd trekken we lessen uit dat verleden en denken we zeker op termijn winst te behalen.

 

In de huidige fase van motor ontwikkeling hebben we nog met veel te veel verliezen te maken. Denk bijvoorbeeld aan trillingen, omdat er nog een ontwerpfout in de as zit (oeps). Ook het balanceren van de diverse onderdelen moet nog gebeuren, maar daar zien we nog even geen mogelijkheden toe.

 

Overigens zijn het juist deze verliezen die bij de gasturbine doorgaans minder zijn. Een mooi voorbeeld is dat de brandstof in de verbrandingskamer, een apart onderdeel, continu verbrandt in plaats van dat er steeds ontstekingen plaatsvinden. Er is daardoor meer controle over de verbranding en dat geeft uiteindelijk minder verliezen.

 

Het rendement is absoluut een constant punt van aandacht, en een van de bestaansredenen van de motor. Ik kan er nog geen uitsluitsel over geven maar er zijn wel genoeg aanwijzingen die vertrouwen geven dat een verbetering van 30% zeker haalbaar is. Om die uit te leggen zou ik helaas net iets meer van de techniek moeten uitleggen dan ik wil, maar ik hoop dat bovenstaande al een aantal dingen verklaart.

[P.J.]

Ik ben helemaal geen turbine-specialist en kan me er nog maar enkele onderdelen van herinneren uit mijn schooltijd. Maar ik vraag me af waarom turbines altijd onverbrande brandstoffen uitstoten? Ik heb het dan over vliegtuigen met turbinemotoren, die enorm veruilend zijn, Heb je daar een revolutionaire oplossing voor gevonden?

[Bjorn_vs]

Poeh, nu moet ik even denken.

 

Heb je het dan over de oude AWACS-en en andere vliegtuigen die een dikke zwarte rookpluim achterlaten?

 

Ik heb, ook vanuit mijn opleiding luchtvaarttechniek, altijd begrepen dat turbines juist enorm schoon verbranden. Zeker in een vliegtuig is dat logisch, omdat iedere kg besparing erg veel geld oplevert. Dan wil je wel de zuinigste motor ontwikkelen als maar kan.

 

De wat oudere vliegtuigen zijn echter wel wat kwistiger met brandstof. De AWACS-en zijn daar veelal een voorbeeld van. Eigenlijk ook de oude 707 vliegtuigen. Die vliegtuigen hadden nog motoren die niet zo ver ontwikkeld waren als nu, en daarvan weet ik wel dat ze een stuk vervuilender zijn.

 

Je kan het ook hebben over vliegtuigen met naverbrander... Maar dan wordt juist brandstof na de uitlaat ingespoten en ontstoken, dus dan is het niet zo dat het per ongeluk gebeurd.

 

Kan je iets specifieker zijn over de enorm vervuilende vliegtuigen met turbinemotoren? Want ik ben even zoekende naar wat je precies bedoelt.

[herman van der helm]

Beste Bjorn,

voor je uitspraken kan doen over het rendement van je turbine zou ik me eerst eens verdiepen in de gaswetten.

Die zullen je namelijk veel vertellen over wat haalbaar is en wat niet. De energie inhoud van een brandstof is maar ten dele om te zetten in arbeid (exergie).

Ikzelf heb eerst de warmtewetten uitgebreid bestudeerd voordat ik uitspraken kon doen over de ooit door mij uitgevonden en mede ontwikkelde vrije zuiger motor.

Die te behalen rendementen zijn namelijk niet zo hoog.

Een verhaal hierover heb ik voor je opgezocht.

link

 

Als deze link niet werkt raad ik je het "dubbel taschenbuch" aan of de Thermodynamica boeken van Baehr.

Verder succes met jouw plannen.

[P.J.]

Ik denk dat het minder vervuilend zijn van vliegtuigmotoren gerelateerd worden aan verbranding en uitstoot per afstand, zoals we ook met onze auto's doen. Op die manier is de vergelijking echter niet helemaal eerlijk, want een vliegtuig heeft heel andere weerstanden dan een auto en bovendien wordt (in commerciële vluchten) precies uitgekiend met welk vermogen er wordt gevlogen. Op een flink deel voor de landing wordt de gas al teruggedraaid om een nette gecontroleerde zweefvlucht te maken. Hoe langer hoe beter want dat bespaart brandstof. (kosten) Dat lukt b.v. met een auto ook niet.

 

Ga naar een willekeurig vliegveld en je stelt al snel vast dat vliegtuigmotoren niet "schoon" verbranden als het vliegtuig taxiet of stil staat. Je ruikt de onverbrande kerosine. De nieuwste motoren zullen zeker al schoner zijn. Maar hoe ga je dat oplossen met een turbine voor wegtransport c.q. personenwagens? Een turbinemotor moet enorm veel lucht aanvoeren om te kunnen werken. Als het voertuig in beweging is wordt die aanvoer al vanuit beweging meegebracht. Maar bij stilstand moet de luch door de motor zelf worden ingezogen. Daar geef je altijd een deel van je vermogen af. Of heb ik dat mis?

[P.J.]

Overigens wil ik opmerken dat het fijn is dat er mensen zijn zoals de TS, om hun nek uit te steken om een nieuw product te ontwikkelen. Alleen dat al is minstens 10 reuzen waard.

[Norbert Bakker]

Alleen dat al is minstens 10 reuzen waard.

Bij deze dan, bij wijze van hoge uitzondering ;)

 

[Nico Schouten]

We zijn nu alweer een tijd bezig met de ontwikkeling van een gasturbinemotor, speciaal voor kleinere vermogens. Het gaat dan om de grootte van alles van auto's tot de binnenvaart. Ontzettend breed, en in het eerste deel van de ontwikkeling hebben we vanuit een begeleidingstraject het advies gekregen om even niet naar mogelijke markten te kijken. Eerst de werking van de motor demonstreren, of in ieder geval van de delen die we nieuw ontwikkelen.

 

Een turbine hoef je niet meer te demonstreren, iedereen die wel eens gevlogen heeft is bekent met de turbinemotor.

Persoonlijk vind ik het nogal vreemd dat je aangeraden is niet te letten op de toepassingen maar eerst de motor te ontwikkelen.

Jij hebt het over motoren voor personenauto's tot en met de binnenvaart. Dat varieert qua vermogen van pak m beet 100 kilowatt tot motoren van vele megawatt's. Neem van mij aan dat je een kleine motor niet simpelweg 10 keer zo groot kunt maken om er 10 keer zoveel vermogen uit te halen. Het opschalen van ontwerpen gaat maar tot bepaalde hoogte. Overschrijd je deze grens dan moet je terug naar de tekentafel en helemaal opnieuw beginnen.

 

Overigens heb je het in jouw verhaal over delen van de motor en dan weer over de hele motor.

Bedoel je dat je slechts enkele key components zelf wil ontwikkelen en voor de rest gebruik wil maken van bestaande turbine componenten.

 

Van die nieuwe delen hebben we uit eigen vermogen een prototype kunnen maken. De werking daarvan hebben we kunnen demonstreren en het gaat er nu om, om meetgegevens te verzamelen en de karakteristieken van de motoronderdelen te bepalen.

 

Zoals ik al eerder schreef, leuk een domo, een turbine is niks nieuws, waar het om gaat zijn de meetwaarden.

Als je niet kunt aantonen waarom jouw motor beter is dan bestaande motoren, wat voegt jouw motor dan toe?

Wat is er tot nu toe uit de metingen gebleken?

En hoe zit het met de emissies?

 

Om een lang verhaal korter te maken gaan we er nu voor om voor het eind van het jaar een volledige werkende motor te hebben. Rendement en prestaties zijn dan nog niet van belang, eerst moet het ding werken.

 

Wacht even, je hebt hem gedemonstreerd maar nu heb je het erover dat je eind van het jaar een volledig werkend hoopt te hebben?

Wat is de stand van zaken nu dan?

Heb je slechts een aantal onderdelen, of heb je een werkende motor?

 

Tegelijkertijd is er onderzoek gaande naar de trucks en auto's die in het verleden met een gasturbine motor zijn uitgevoerd. Dat blijken er nogal wat te zijn en daar is uit te leren: Waarom is het toen niet gelukt en hoe voorkomen we dat we in dezelfde valkuilen trappen.

 

Wat heb je daar tot nu toe al voor conclusies uit getrokken?

Waarom rijden we niet en masse in turbine aangedreven voertuigen?

 

En het advies om niet naar de markt te kijken is nu achterhaald. Juist als de gasturbine motor in zijn geheel draait moeten we door kunnen ontwikkelen naar een specifieke markt toe. Dan kunnen we al helemaal niet meer "blind" verder gaan. Daarom ga ik nu met een aantal mogelijke klanten praten om te toetsen of de aannames die we doen over de voordelen van een vrachtwagen met een gasturbine motor ook aansluiten bij wat de klant vindt.

 

Wat heb je zelf al bedacht aan voorwaarden die van belang zijn voor de transportsector?

Altijd goed als je dat zelf onderzocht en uitgewerkt hebt alvorens je op pad gaat om mensen te interviewen.

 

 

Het lijkt erop dat we het beste kunnen mikken op de vrachtwagens. Niet alleen omdat ik toevallig daar behoorlijk wat kennis over verzamel, maar ook omdat daar de voordelen van de motor daar het meest tot hun recht lijken te komen: Een lager eigengewicht, de mogelijkheid om een stuk elektrisch te rijden en naar verwachting een beter rendement.

Kennis, wat bedoel je met kennis, wat weet je van vrachtwagens, wat voor ervaring heb je met vrachtwagens buiten alleen uit de documentatie die je nu hebt verzameld?

 

En waar komt dat elektrisch rijden nu ineens vandaan?

 

Wil je het jezelf nog moeilijker te maken door niet alleen met een nieuw motorconcept te komen maar daar tevens nog een soort van hybride oplossing aan toe te voegen?

 

Als ik het nu even opsom dan ben je nu al met 3 grote projecten op zich bezig

 

[*]Ontwikkeling en productie van een turbinemotor (+ aandrijvingslijn)

[*]Ontwikkeling van een truck voorzien van turbinemotor

[*]Ontwikkeling van een hybride truck

 

Dan vraag ik mij gelijk af, met wie doe je dit?

 

Grote succesvolle projecten worden altijd geleid door een zeer kundig project team.

Wie ondersteunen jouw bij deze projecten, op welke manier financier je dit?

 

 

 

 

 

Een inschatting van de kosten is ook belangrijk, zeker omdat een gasturbinemotor enorm duur is. Daar zijn we ook mee bezig, en van het gekozen businessmodel hangt veel af. Op enig moment moeten we besluiten op welke specifieke onderdelen we onze ontwikkeling gaan richten, want de motor als geheel is te groot. Bovendien zijn er andere mensen die heel goed gasturbines kunnen bouwen. Daar is het project echter op dit moment nog niet aan toe.

 

Uh businessmodel?

Je bouwt toch een motor, ik zi eniet zo goed wat het verband is tussen het gekozen buisinessmodel en de kostprijs van de motor.

 

JE geeft meerdere keren aan dat jouw motor veel goedkoper is om te maken en ook nog eens veel zuiniger qua verbruik.

Als je naar bestaande fabrikanten gaat die grotendeels gebruik maken van hun eigen componenten dan zie ik nog niet hoe zij jouw motor veel goedkoper kunnen bouwen. (ligt licensering hier niet meer voor de hand?)

 

 

 

 

Mijn vraag is nu... Zie ik nog iets overduidelijks over het hoofd?

 

Ja je ziet zeker iets overduidelijks over het hoofd, als het echt zo nieuw en revolutionair is dan denk ik, hoe ga je deze nieuwe ontwikkelingen beschermen?

 

Dat klopt - en "traditionele" gasturbine motoren kostten zo'n 50.000 euro. Dat maakt het nu niet echt een aantrekkelijk idee om een truck ermee te voorzien. Het budget voor ons om onze eigen complete gasturbine te bouwen hangt ongeveer rond de 4000 euro, en dat is een prototype. Dat op zich vertelt al iets over de uiteindelijke prijs.

 

Zie hiervoor, als jij een motor kunt bouwen voor 4k en concurrenten motoren verkopen voor 50k dan zit er wel een erg groot gat tussen. Of je hebt een revolutionaire motor ontwikkelt of je vergist je on de kostprijs van precisie onderdelen gemaakt van speciale legeringen en of behandeld volgens speciale procedés

 

 

Op welke verkoopprijs denk je zelf uiteindelijk uit te komen?

 

 

 

De marketingkant is een beetje zoeken nog. Om nu meteen te roepen dat ik een compleet nieuwe vrachtwagen van mijn motor ga voorzien kan wel, maar dat is de langste weg. Een vrachtwagenfabrikant staat nu niet direct te springen om een nieuwe en onbewezen motor te gebruiken met als risico dat klanten er erg ontevreden over zijn.

De vrachtwagenfabrikant is een, de transportondernemer is je feitelijke klant. Als die jouw oplossing niet accepteren zal ook een truckfabrikant de turbine niet in gaan bouwen. Voor de truckeigenaar is het van belang dat zijn truck betrouwbaar is, makkelijk onderhouden kan worden voor een betaalbare prijs en brandstof ruim verkrijgbaar is.

 

Meestal gebruiken produceten van die marathon afstanden om de betrouwbaarheid van hun product aan te tonen.

Hier aan vooraf gaan meestal enkele miljoenen testkilometers.

Ook hier de vraag, wat denk je wat dat allemaal kost en hoe denk je dat te gaan financieren?

 

 

 

Ik denk er eerder over om 2de hands vrachtwagens op te kopen, de motor te vervangen en de vrachtwagen weer te verkopen. Qua prijs heb je dan wat meer speelruimte, want in essentie ontstaat er een bijna-nieuwe vrachtwagen. Doel is dan om ruim onder de vraagprijs van een nieuwe truck te gaan zitten. Het is een beetje afwachten of dat kan met alle manuren die nodig zijn om de vrachtwagen om te bouwen.

Bij een vrachtwagen is het niet alleen de motor die slijt, ook de cabine van de truck, het interieur slijt, zomaar stellen dat de koper een bijan nieuwe vrachtwagen krijgt is een te simpele voorstelling van de werkelijkheid.

 

Daarbij kun je niet zomaar een turbine aan de aandrijflijn van een vrachtwagen hangen omdat de toerentallen niet overeenkomen.

Daar zul je mogelijk een tussenbak moeten plaatsen gekoppeld aan een automatische transmissie.

 

Verder moet je misschien niet vreemd opkijken als een trekker of motorwagen met een turbine leeg een stuk instabieler is vanwege de gewijzigde gewichtsverdeling van de trekker of motorwagen.

 

De conclusie zou kunnen worden dat je eigenlijk naar de tekentafel moet en daar beter een geheel nieuwe truck kunt ontwerpen speciaal voor het gebruik van een turbinemotor.

 

Sommige tanks gebruiken inderdaad gasturbines. Ik denk dat die markt binnenkomen nog veel moeilijker zou zijn dan andere markten... Als een vervoerder motorpech heeft verdient hij minder geld. Als een tank motorpech heeft, tja dan kan hij wel eens opgeblazen worden...

 

De Amerikaanse M1 Abrahmas en de Russische T-80 tank zijn voorzien van een turbine.

Beide tanks hebben nog niet deelgenomen aan een tankbattle waarbij de tegenstander gelijkwaardig materieel had.

Hoe de tank zich in de strijd houdt staat niet vast, wel zijn er strategen die hun twijfels hebben over het hoge brandstofverbruik van deze motoren en de invloed die dit kan hebben tijdens een tankbattle.

 

Daarnaast zijn de meest moderne tanks (lees recent ontwikkeld) allemaal (weer) voorzien van een conventionele multifuel motor en niet van een turbine. Deze markt loopt terug, tanks worden nu massaal uitgefaseerd.

 

Het brandstofverbruik wordt beter, we voorzien een verbetering van omstreeks 30%. Dit kan zelfs een conservatieve schatting blijken. In principe wordt ook het onderhoud eenvoudiger en daarmee goedkoper.

 

Herman geeft je al een paar gewldige tips mbt het rendement van dit soort processen.

 

Hoe je erbij komt dat het onderhoud goedkoper en eenvoudiger is vraag ik mij ook af.

Turbine's vragen om hele specifieke kennis die maar beperkt beschikbaar is omdat er nu eenmaal niet heel veel mensen aan turbines sleutelen.

 

De acceleratie die mogelijk is, is een stuk soepeler dan met dieselmotoren. Dat komt vooral vervoerders van vloeistoffen ten goede en ook busmaatschappijen zullen er voordeel van hebben. Ook is het mogelijk een beperkte afstand elektrisch te rijden omdat de gasturbinemotor een hybride aandrijving voorschrijft.

 

Waar staat het dat een turbine een hybride aandrijving vraagt?

Ben je nu een turbine-elektrische vrachtwagen voorzien van accu's aan het ontwikkelen?

Leuk die accu's is je hele gewichtswinst als sneeuw voor de zon verdwenen en is je vrachtwagen meteen een stuk gecompliceerder mee geworden.

 

 

De extreem lage kosten hebben met name betrekking op de vergelijking met eerdere gasturbinemotoren. Ten opzichte van de zuigermotor zal de aanschafprijs hetzelfde liggen. Als de hele aandrijflijn in beschouwing wordt genomen zal de gasturbinemotor wel duurder uitpakken.

 

Wat is het nu, is het ding nu goedkoper of is het ding duurder?

 

 

 

Zeker voor een eerste opzet van de gasturbinemotor zal het moeilijk worden om daadwerkelijk hoge rendementen te halen. Ik vergeet ook zeker niet dat er in de zuigermotor een jaar of 100 aan ontwikkeling zit om het huidige rendement te halen (dat zit tussen de 25 en 32%).

 

De ontwikkeling van de turbine is begonnen tijdens WOII, ook al weer even geleden.

 

Toch is het potentieel er wel; het thermisch rendement in de gasturbine motor kan door de opzet een stuk hoger. Ook voorzien we al verliezen in de compressor en turbine - dat zijn de onderdelen die we nieuw ontwikkelen. Die verliezen zijn bijvoorbeeld warmteverliezen, verstoringen in de stromingen en dergelijke. Dat baseren we op pogingen uit het verleden, maar tegelijkertijd trekken we lessen uit dat verleden en denken we zeker op termijn winst te behalen.

 

Huh, een opzetstuk, waar komt dat nu weer vandaan?

Bedoel je dat je de restwarmte uit de vebrandingsgassen gaat halen en die energie in wil zetten voor de voortstuwing?

Ben ik erg benieuwd hoe je die restwarmte dan omzet in beweging van de aandrijflijn?

 

 

In de huidige fase van motor ontwikkeling hebben we nog met veel te veel verliezen te maken. Denk bijvoorbeeld aan trillingen, omdat er nog een ontwerpfout in de as zit (oeps). Ook het balanceren van de diverse onderdelen moet nog gebeuren, maar daar zien we nog even geen mogelijkheden toe.

 

Uh, elke turbine (hoe klein ook) wordt gebalanceerd voor montage, als jij nu zegt dat je de as gemonteerd hebt zonder balanceren vraag ik me af welke kwaliteiten jij in huis hebt en met wat voor opgeklopt hobby project we hier te maken hebben.

 

 

Overigens zijn het juist deze verliezen die bij de gasturbine doorgaans minder zijn. Een mooi voorbeeld is dat de brandstof in de verbrandingskamer, een apart onderdeel, continu verbrandt in plaats van dat er steeds ontstekingen plaatsvinden. Er is daardoor meer controle over de verbranding en dat geeft uiteindelijk minder verliezen.

Je doet het nu even voorkomen alsof een turbinemotor veruit spuperieur is aan een conventionele brandstofmotor.

Beide type processen hebben voor en nadelen. Of dat van de turbine superieur is aan de normale verbrandingsmotor waag ik te betwijfelen

 

 

 

Het rendement is absoluut een constant punt van aandacht, en een van de bestaansredenen van de motor. Ik kan er nog geen uitsluitsel over geven maar er zijn wel genoeg aanwijzingen die vertrouwen geven dat een verbetering van 30% zeker haalbaar is. Om die uit te leggen zou ik helaas net iets meer van de techniek moeten uitleggen dan ik wil, maar ik hoop dat bovenstaande al een aantal dingen verklaart.

 

Je bedoelt, ALS ik aan kan tonen dat de turbine veel zuiniger is dan is het bestaadsrecht voor de motor aangetoond.

 

Blijf me ook verbazen over de aanwijzingen waar jij het steeds over hebt, welke aanwijzingen, metingen heb je nog niet kunnen verrichten, tenminste dat maak ik op uit jouw eerdere reacties.

 

En nee, uit de reacties die je hier plaats heb ik nog niet iets kunnen afleiden dat ook maar enigszins een aanwijzing geeft over de manier waarop jij meer rendement uit de turbine haalt dan om even een paar namen te noemen, Rolls Royce, Pratt & Whitney, BMW, SNECMA etc etc.

 

Nu wil ik niet beweren dat deze fabrikanten alle wijsheid in pacht hebben. De historie heeft al vaker laten zien dat een briljant inzicht van een individu een hele bedrijfstak op zijn kop heeft gezet. Maar nog vaker bleek dat mensen dachten een goed idee te hebben dat niet veel later niet realiseerbaar bleek.

 

 

Een turbinemotor moet enorm veel lucht aanvoeren om te kunnen werken. Als het voertuig in beweging is wordt die aanvoer al vanuit beweging meegebracht. Maar bij stilstand moet de luch door de motor zelf worden ingezogen. Daar geef je altijd een deel van je vermogen af. Of heb ik dat mis?

 

Een turbine zoals gemonteerd onder een vliegtuig zuigt ook veel lucht aan die wordt gebruikt voor voortstuwing en helemaal niet door de verbrandingskamer heengaat. Hoeveel lucht een turbine nodig heeft hangt dus mede af van de toepassing.

 

 

Ik spreek met regelmaat mensen die iets nieuws hebben bedacht op het gebied van aandrijvingen. Vaak mensen die zelf het idee hebben dat het revolutionair is. (is het misschien ook, heb ik geen oordeel over).

Wat ik dan als eerste van belang vind is iemands drive, waarom ga je met dit idee aan de slag en wat wil je er mee bereiken?

Wil je rijk worden, wil je broemd worden, wil je gewoon lekker onderzoeken enz enz?

 

Als je hier een antwoord op hebt wordt het misschien ook makkelijker om het vervolg vorm te geven.

 

De volgende stap is dat je na moet gaan denken hoe je nu verder wil.

Je lijkt het nu voor mekaar te boksen door er wat mensen uit je eigen omgeving bij te betrekken, maar wat nu als het serieus word, red je het dan nog met deze mensen.

Om daar antwoord op te krijgen zou je zelf ook eens na moeten denken over een te vormen ontwikkelteam.

Wat voor type mensen heb jij dan nodig, wat voor taken moeten zij uitvoeren om de trubine verder te kunnen ontwikkelen en uiteindelijk te vermarkten?

Als je dat helder hebt voor jezelf kun je eens gaan kijken hoe of je die mensen aan jouw team kunt toevoegen.

 

Daarnaast wordt het dan misschien ook wel tijd om te kijken naar partners die participeren in de ontwikkeling en implementatie.

Wat heb jij grote ondernemingen te bieden, wat maakt jou een aantrekkelijke parter voor hun om mee samen te werken?

Ook hier zul je vragen krijgen over het team dat je om je heen hebt verzameld.

 

De volgende stap is om samen met het team te kijken naar het te volgen pad en wanneer je welke milestones in de ontwikkeling van de turbine wil bereiken.

Die milestones zijn van het belang voor de ontwikkeling die volgt op de toepassing van de turbine in bijvoorbeeld een vrachtwagen, een binnenschip, een locomotief enz.

 

En als laatste voor nu even, het intellectueel eigendom.

Ik noemde het al eerder, hoe heb je nu de bescherming van je nieuwe vinding geregeld? Helemaal niet?

Ligt de technologie op straat? Laat je partners een geheimhoudingsverklaring tekenen? Besteed je key components uit aan verschillende bedrijven zodat niemand de eindoplossing onder ogen krijgt?

Patenteren ligt voor de hand maar dat is een project op zich.

Niet alleen zul je goed na moeten denken over het moment waarop je overgaat tot patentering, ook zul je dan al enigszins duidelijk moeten hebben op welke manier je de kosten van de aanvragen gaat dekken.

 

Wat betreft het moment van indiening, veel mensen denken dat je dit zo snel mogelijk moet doen, dat is niet altijd het geval met name als je nog veel moet ontwikkelen.

Je zult niet de eerste zijn die ontdekt dat voortschrijdend inzicht een of meerdere aanvragen eigenlijk waardeloos heeft gemaakt. Maar ook het ontwikkeltraject, financiële middelen enz enz moet je meenemen in je octrooi strategie.

Wat voor jouw de beste strategie is zul je samen met vertrouwelingen uit moeten vogelen want dat is net zo persoonlijk als iemands voorkeur voor eten.

 

In ieder geval succes met de ontwikkeling van de turbine.

 

 

 

[Bjorn_vs]

Even een weekend relatief weinig internet gezien...

 

Ik zal proberen op jullie posts te reageren.

herman van der helm - ik heb de boeken op mijn verlanglijst gezet en ik ga er gewoon in duiken. Kennis van thermodynamica heb ik wel en van daaruit is het project ook gestart, maar die is afkomstig uit diktaten en in de boeken zal het veel beter uitgelegd worden.

 

P.J. : Dit weekend heb ik een trip naar Engeland geboekt bij wijze van research. Ik ga diverse musea bezoeken waar een paar Rover auto's met gasturbines staan. In Leyland bezoek ik het Leyland Festival en er is me ingefluisterd dat daar de Leyland Gasturbine Truck de parade mee rijdt. Een unieke kans dus om het een en ander van dichtbij te zien, te horen en te voelen.

 

Nico Schouten: Ik denk niet dat ik op alles meteen een antwoord kan geven omdat het best een lijst is ;).

Toch ga ik me er aan wagen, stukje voor stukje.

 

"Een turbine hoef je niet meer te demonstreren, iedereen die wel eens gevlogen heeft is bekent met de turbinemotor."

Juist daarom moet ik onze gasturbine motor wel demonstreren. Een vliegtuig heeft juist een ander type turbinemotor en die referentie roept beelden op van een auto met een grote motor op het dak. Onze gasturbinemotor gaat eigenlijk alleen maar een generator aandrijven en that's it.

 

Los daarvan moet ik even een stap terug doen en op wat hoger niveau naar het project kijken, en uitleggen wat wel en niet een nieuwe ontwikkeling is.

De truck zal worden uitgevoerd met een elektromotor die de achterwielen aandrijft. De stroom voor deze motor zal worden opgeslagen in een accu, en worden opgewekt met een generator omdat het gewicht aan accu's anders te groot wordt.

Aan deze aandrijflijn is niets nieuws, en die kunnen we bijna inkopen. Hier ligt onze speciale expertise niet.

 

De generator bestaat eigenlijk uit een gasturbine motor gekoppeld aan een elektrische generator. De generator is ook niets nieuws. Een paar auto's en vrachtwagens hebben deze aandrijving al gehad: de Volvo ECT en de GM EV1.

 

De gasturbine zelf bestaat uit een compressor, verbrandingskamer en turbine. De verbrandingskamer kunnen we inkopen of laten maken - ook daar zit onze expertise niet. De compressor en turbine zijn doorgaans de onderdelen waar de meeste kosten in gaan zitten. Als je naar een vliegtuigmotor kijkt zitten daar een heleboel schoepen en die zijn duur. In deze onderdelen zit juist de ontwikkeling, we hebben een concept voor een compressor en turbine dat zeer eenvoudig (en dus goedkoop) te produceren is maar toch efficient is.

 

Dat de compressor en turbine op zich werken kunnen we nu demonstreren. Dat is belangrijk, omdat experts al eens hebben gezegd dat dat niet kon. Bovendien lijken de onderdelen beter te presteren dan de berekeningen maar daar moet ik nog voorzichtig mee zijn want we werken nu naar prestatiediagrammen toe. De gehele motor moet dan natuurlijk ook met die onderdelen werken.

 

Ik richt me dus op de ontwikkeling van enkele key components, maar met het duidelijke besef dat zodra er naar een markt gekeken gaat worden er een boel bij komt.

 

De huidige stand van zaken is dat we van die key components een werkend prototype hebben. Er wordt gewerkt om steeds hogere toerentallen te halen bij deze onderdelen, omdat de prestaties sterk afhankelijk zijn van de toerentallen. Dat kwam uit de berekeningen ook naar voren.

 

Over het onderzoek naar vorige voertuigen: Er waren een paar problemen met gasturbine aangedreven voertuigen. Ten eerste zijn het erg dure motoren wat commerciele toepassingen moeilijk maakt. Ten tweede, en dit speelde in de jaren '60 en '70, was de manier waarop de gasturbine motor zijn vermogen levert een probleem. De motor werd gekoppeld aan versnellingsbakken die bedoeld waren voor zuigermotoren en daardoor was het brandstofverbruik zeer hoog en de acceleratie van het voertuig nogal slecht.

 

Door geen normale versnellingsbak te gebruiken maar in plaats daarvan een elektrische generator en elektromotor is dat probleem op te lossen. De gasturbine wordt dan gebruikt op een manier die veel prettiger is voor de motor, om het zo maar even te zeggen.

De kostprijs blijft een probleem. Maar door dus de compressor en turbine als key-components te ontwikkelen vanuit een nieuw concept lijkt het te lukken om de kostprijs van de gasturbinemotor als geheel drastisch te verminderen.

 

Wat we zelf hebben bedacht over de transportsector komt eigenlijk voort door wat ik zie in mijn dagelijks werk bij DAF. Ik werk daar nu fulltime in de diagnose afdeling en ik heb ook bij productontwikkeling gezeten. DAF zelf is op de hoogte van mijn eigen bedrijf zolang het mijn werkzaamheden aldaar natuurlijk niet gaat verstoren.

In de transportsector - met name de vrachtwagens omdat ik daar het meeste van zie - zijn er een aantal segmenten. Bijvoorbeeld de lange-afstands vervoerders die internationaal rijden, zwaar transport, vloeistoffentransport en distributie. Elk segment heeft zijn eigen gebruik en eisen. Bijvoorbeeld zwaar transport, daar is iedere kilo gewicht bespaard belangrijk want dat is weer een kilo extra. Voor vloeistoffentransport is het gewicht ook belangrijk en daarnaast ook dat de acceleratie soepel verloopt; dat heeft met het klotsen van de vloeistof in de tank te maken. Distributie is vaak meer volumetransport en dan is het eigen gewicht van de truck ietsje minder belangrijk.

 

Het elektrisch rijden komt voort uit hetgeen wat ik een stukje terug heb geschreven. Een gasturbinemotor koppelen aan een bestaande versnellingsbak levert slechte prestaties op en dat is een reden waarom we nu niet overal gasturbinemotoren zien. De motor vereist eigenlijk een hybride aandrijflijn.

 

Wat ik eigenlijk wil doen is de compressor en turbine verder ontwikkelen. Voor de hybride aandrijflijn en alle andere zaken die nog verder weg liggen hoef ik geen ontwikkelwerk te verrichten, daar hebben andere bedrijven al veel meer tijd en geld in gestoken.

 

Het intellectueel eigendom, daar moeten we in zoeken. We zijn begonnen een patent uit te werken dat ook al lange tijd is verlopen en dat kunnen we dus niet opnieuw patenteren. Misschien is het wel mogelijk om de oplossing te patenteren waarom het ons lukt om het patent verder te ontwikkelen dan in het verleden, want er zijn een paar onderdelen nodig om dat mogelijk te maken. Ik moet hier een beetje op de vlakte blijven en dat is ergens wel jammer.

 

Ik heb nu op een paar dingen geen antwoord gegeven - dat besef ik. Ik neem alles wel in gedachten mee en over het team zoals dat er nu is en in de toekomst moet ik gaan nadenken. Het testen is ook iets wat ik in gedachten houdt, zeker omdat ik zie hoe het testverloop bij DAF is. Daar zijn erg grote investeringen bij betrokken om de betrouwbaarheid te kunnen beoordelen.

[P.J.]

Een spannend technisch project! Als je aandrijving succesvol kan worden uitontwikkeld en je kunt tevens een strategisch patent op een cruciaal onderdeel c.q. techniek nemen, heb je het eerste deel van je taak volbracht. Daarna komt de commerciële kant. Maar als ik zo lees, zal DAF je daarna wel een mooie aanbieding doen. Succes en hou ons op de hoogte!