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公開番号2024057591
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-24
出願番号2023172716
出願日2023-10-04
発明の名称ヒートポンプを備える道路製造機
出願人ヨゼフフェゲーレアーゲー
代理人弁理士法人後藤特許事務所
主分類E01C 19/48 20060101AFI20240417BHJP(道路,鉄道または橋りょうの建設)
要約【課題】改良された加熱システムを備える、路面仕上げ機又は路面仕上げ機用の投入車両の形態である道路製造機を提供する。
【解決手段】舗装層を形成するための路面仕上げ機の形態又は路面仕上げ機に敷設材を搬送するための投入車両の形態である道路製造機であって、道路製造機は、トラクタ、主駆動源、シャシ、材料バンカー及び加熱システム11,11’を備え、加熱システムはヒートポンプを備える。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
舗装層（ＥＳ）を形成するための路面仕上げ機（２）の形態又は路面仕上げ機（２）に敷設材（Ｂ、Ｂ’）を搬送するための投入車両（１３）の形態である道路製造機（１）であって、トラクタ（１１，１１’）、主駆動源（３，３’）、シャシ（４，４’）、材料バンカー（５，５’）及び加熱システム（１１，１１’）を備える道路製造機（１）であり、
前記加熱システム（１１，１１’）はヒートポンプ（１４，１４’）を備えることを特徴とする、道路製造機（１）。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記道路製造機（１）は路面仕上げ機（２）であり、前記加熱システム（１１，１１’）は、熱前記路面仕上げ機（２）のスクリード（８）を加熱することを特徴とする、請求項１に記載の道路製造機。
【請求項３】
前記道路製造機（１）は、前記道路製造機（１）のエネルギー貯蔵装置（２９，２９’）から前記主駆動源（３，３’）に電源供給し、前記加熱システム（１１，１１’）は、前記エネルギー貯蔵装置（２９，２９’）を冷却することを特徴とする、請求項１又は２に記載の道路製造機。
【請求項４】
前記ヒートポンプ（１４，１４’）は、少なくとも１つの蒸発器（１５，１５’）、１つの液化器（１６，１６’）、１つのコンプレッサ（１７，１７’）、及び／又は、１つの膨張弁（１８，１８’）を備えることを特徴とする、請求項１～３のいずれか一項に記載の道路製造機。
【請求項５】
前記加熱システム（１１，１１’）は、前記道路製造機（１）の少なくとも１つの第１の構成要素（１２，１２’）を加熱し、及び、前記道路製造機（１）の少なくとも１つの第２の構成要素（３５，３５’）を冷却することを特徴とする、請求項１～４のいずれか一項に記載の道路製造機。
【請求項６】
前記加熱システム（１１，１１’）は、前記加熱システム（１１，１１’）の第１の回路（２１，２１’）中を循環する第１の作動媒体（２２，２２’）、及び／又は、前記加熱システム（１１，１１’）の第２の回路（２７，２７’）中を循環する第２の作動媒体（２８，２８’）、及び／又は、前記加熱システム（１１，１１’）の第３の回路（３０，３０’）中を循環する第３の作動媒体（３１，３１’）を含むことを特徴とする、請求項１～５のいずれか一項に記載の道路製造機。
【請求項７】
前記ヒートポンプ（１４，１４’）は、前記第２の作動媒体（２８，２８’）の第１の温度（Ｔ１，Ｔ１’）を第２の温度（Ｔ２，Ｔ２’）に高めることを特徴とする、請求項６に記載の路面仕上げ機。
【請求項８】
前記第３の回路（３０，３０’）中を循環する前記第３の作動媒体（３１，３１’）の温度（Ｔ）は、７５℃～２００℃、好ましくは１００℃～１５０℃であることを特徴とする、請求項６又は７に記載の路面仕上げ機。
【請求項９】
前記加熱システム（１１，１１’）は、空気流生成装置（２３，２３’）により、前記第１の作動媒体（２２，２２’）を前記第１の回路（２１，２１’）に供給することを特徴とする、請求項６～８のいずれか一項に記載の道路製造機。
【請求項１０】
前記第１の作動媒体（２２，２２’）は、前記道路製造機（１）のエネルギー貯蔵装置（２９，２９’）の少なくとも１つの冷却器（３７，３７’）と熱交換接触していることを特徴とする、請求項６～９のいずれか一項に記載の道路製造機。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１のプリアンブルに記載の、舗装層を形成するための路面仕上げ機の形態、又は、路面仕上げ機に敷設材を搬送するための投入車両の形態である道路製造機、及び、舗装層を形成するための路面仕上げ機の形態、又は、路面仕上げ機に敷設材を搬送するための投入車両の形態である道路製造機の少なくとも１つの第１の構成要素を加熱するためのシステムを操作する方法に関する。
続きを表示（約 3,100 文字）【背景技術】
【０００２】
米国特許第５，０９６，３３１号明細書には、開口部により生じる循環高圧液体の圧力低下により液体を加熱し、これによりスクリードを加熱する主及び仕上げスクリード用予熱システムが開示されている。米国特許第５，８９９，６３０号明細書には、アスファルト舗装機の排気系統からの熱をアスファルト舗装機のスクリードに伝達することが可能である熱交換システムが開示されている。独国特許出願公開第１９８３６６５０Ａ１号明細書においては、スクリード加熱のための液体摩擦の原理が用いられている。
【０００３】
路面仕上げ機は、混合敷設材又は敷設材又は混合アスファルト材、例えばコンクリート、ビチューメン混合敷設材又はアスファルトの舗装を広場、小道又は道路に敷設するために利用される。このような路面仕上げ機は通常、一定量の混合敷設材を保管するための材料バンカーと、敷設する舗装を締固め及びプロファイリングするための、調高式路面仕上げ機のトラクタの機械フレームに固定されたスクリードとを有する。投入車両は敷設材を路面仕上げ機に搬送するために用いられ、通常は、前方材料バンカーと、路面仕上げ機における要求に対応して、敷設材を材料バンカーから後方に搬送して路面仕上げ機の材料バンカーに排出する搬送装置とを備える。
【０００４】
スクリード又はスクリードのスクリードプレート及び締固めユニット（タンパ及び押圧レッジ）に対する混合アスファルト材の付着を防ぐために、通常、電気加熱システムが路面仕上げ機のこれらのユニットに組み込まれている。電気加熱システムを組み込むことが可能な、路面仕上げ機及び投入車両の他の構成要素又は作業ユニット、並びに、その材料バンカー及び／又は搬送システムも存在する。例えば１０ｋＷのスクリード加熱性能及び約５０％の操作時間では、１０時間の作業日に約５０ｋＷｈの電気エネルギーが必要とされる。これにより、相当なエネルギーコストが生じてしまう。さらに、電動式道路製造機における例えばスクリードといった作業ユニットの電気加熱では、例えば２００ｌ以上の範囲内といった高いアキュムレータ容量が要求されることとなる。従って、道路製造機の構造を適応させる必要があり、これがさらなるコストを引き起こすこととなる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記の問題に関して改良された加熱システムを備える、路面仕上げ機又は路面仕上げ機用の投入車両の形態である道路製造機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的は、請求項１又は請求項１５に記載の特徴によって達成される。
【０００７】
本発明は、舗装層を形成するための路面仕上げ機の形態である道路製造機、又、敷設材を路面仕上げ機に搬送するための投入車両の形態である道路製造機であって、道路製造機はトラクタ、主駆動源、シャシ、並びに、材料バンカー及び加熱システムを備える。本発明によれば、加熱システムはヒートポンプを備える。ヒートポンプは、低温で熱エネルギーを取り込み、これを使用可能な熱として、駆動エネルギーと共に、より高い温度で加熱されるべきシステム又は装置に伝達する機械であることが可能である。ヒートポンプを備える加熱システムの利点は、加熱システムの効率又は熱効率の向上である。これは、加熱システムに係るエネルギーコストの削減をもたらすことが可能である。電動式道路製造機に係る本発明のさらなる利点は、加熱に要求されるアキュムレータ容量、及び、従って、アキュムレータに必要な設置スペースを大きくする必要がないことである。ヒートポンプは、例えば空気－流体ヒートポンプ又は流体－流体ヒートポンプであることが可能である。主駆動源は、例えば電動機、水素エンジン、内燃機関及び／又はハイブリッドエンジンであることが可能である。効率を改善するために、ヒートポンプは、例えば、内燃機関により作動される電動機又は発電機による電気エネルギーによって駆動することが可能である。これにより、例えばスクリードの加熱効率は、約３００～５００％に達する可能性がある。
【０００８】
ヒートポンプは、少なくとも１つの蒸発器、１つの液化器、１つのコンプレッサ及び／又は１つの膨張弁を備えることが可能である。ヒートポンプの回路において、作動媒体は例えば循環可能である。蒸発器は、周囲空気又は道路製造機の熱源から熱を引き出し、蒸発器中に位置する作動媒体又は液体を蒸発させ、これを気体状態とするよう構成されることが可能である。コンプレッサは、気体状の作動媒体を圧縮し、これにより、気体状の作動媒体の温度レベル及び圧力レベルを高めるよう構成されることが可能である。液化器は、気体状の作動媒体を凝縮させて、その熱を環境に放散させるよう構成されることが可能である。膨張弁によって、液化した作動媒体の圧力レベルを下げ、これにより、作動媒体を再度冷却することが可能である。ヒートポンプ、又は、ヒートポンプのコンプレッサ及び／若しくは膨張弁は、駆動源又はモータで作動させることが可能である。コンプレッサ及びモータは、個別に、又は、ユニットとして設計可能である。蒸発器、液化器、コンプレッサ及び膨張弁は、ヒートポンプのハウジング中に配置可能である。モータは、ヒートポンプのハウジング中に配置可能である。ヒートポンプ又はヒートポンプのモータは、それぞれ、道路製造機のエネルギー貯蔵装置、又は、エネルギー貯蔵装置に接続された電流インバータに電気的に接続されることが可能である。エネルギー貯蔵装置は、外部電源で充電可能である。エネルギー貯蔵装置は、道路製造機の主駆動源に電気供給が可能である。ヒートポンプの電源は、例えば、主駆動源によって駆動される発電機、又は、発電機によって充電可能なバッテリーであることが可能である。
【０００９】
加熱システムは、熱の回収のために、周囲空気及び／又は道路製造機の熱源からの熱を利用するよう構成されることが利点である。周囲空気は、空気熱交換器によってヒートポンプに供給可能である。熱源としては、例えば、道路製造機の冷却システムの廃熱を利用可能である。冷却システムは、道路製造機のエネルギー貯蔵装置又はアキュムレータをそれぞれ冷却するために、又は、道路製造機の主エネルギー源を冷却するために設けられることが可能である。冷却システムは、冷却器又は熱交換器を備えていることが可能である。加熱システムの作動媒体又は伝熱媒体は、冷却器を流通して、エネルギー貯蔵装置又は道路製造機の他の装置の廃熱をヒートポンプに伝達することが可能である。
【００１０】
システムは、道路製造機の少なくとも１つの第１の構成要素を加熱し、及び、道路製造機の少なくとも１つの第２の構成要素を冷却するよう構成されることが、特にエネルギー的に効率的である。このシステムは、道路製造機の少なくとも第１の構成要素を加熱し、及び、同時に、道路製造機の少なくとも第２の構成要素を冷却するよう構成されることが可能である。路面仕上げ機の形態である道路製造機の第１の構成要素は、スクリード若しくはスクリードの一部、又は、路面仕上げ機の他の装置であることが可能である。路面仕上げ機の形態である道路製造機の第２の構成要素は、例えば、エネルギー貯蔵装置若しくはアキュムレータ、又は、主エネルギー源であることが可能である。
（【００１１】以降は省略されています）

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