DE102008046509A1 - Vorrichtung zur Energierückgewinnung für einen Großdieselmotor - Google Patents

Vorrichtung zur Energierückgewinnung für einen Großdieselmotor Download PDF

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Abstract

Eine Vorrichtung zur Energierückgewinnung für einen Großdieselmotor umfasst einen Stromgenerator (16) zum Umwandeln mechanischer Rotationsenergie in elektrische Energie, wobei der Stromgenerator eine Eingangswelle (18) zum Anlegen einer Rotationsenergie aufweist; eine Dampfturbine (20); eine erste Welle (26) zum Übertragen der Rotationsenergie der Dampfturbine (20) auf die Eingangswelle (18) des Stromgenerators (16); eine Leistungsturbine (32); und eine zweite Welle (34) zum Übertragen der Rotationsenergie der Leistungsturbine (32) auf die Eingangswelle (18) des Stromgenerators (16), wobei die erste Welle (26) und die zweite Welle (34) mit abgewandten Seiten der Eingangswelle (18) des Stromgenerators (16) gekoppelt sind. Ferner sind eine erste Kupplungsvorrichtung (30) zwischen dem Stromgenerator (16) und der Dampfturbine (20) zum Herstellen und Trennen der Kopplung zwischen der Eingangswelle (18) des Stromgenerators (16) und der ersten Welle (26) und/oder eine zweite Kupplungsvorrichtung (38) zwischen dem Stromgenerator (16) und der Leistungsturbine (32) zum Herstellen und Trennen der Kopplung zwischen der Eingangswelle (18) des Stromgenerators (16) und der zweiten Welle (34) vorgesehen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Energierückgewinnung für einen Großdieselmotor, insbesondere einen Großdieselmotor auf Schiffen und in Landanlagen.
  • Elektrische Verbraucher auf Schiffen werden üblicherweise aus einem elektrischen Bordnetz mit elektrischer Energie versorgt. Um die Betriebskosten zu senken, ist es außerdem üblich, mit Hilfe eines vierpoligen Wechselstromgenerators aus der Abwärme des Schiffsmotors elektrische Energie zu erzeugen und diese in das Bordnetz einzuspeisen.
  • So ist es zum Beispiel aus der DE 10 2006 040 857 A1 bekannt, mit der Wärmeenergie der Abgase des Großdieselmotors eine Dampfturbine zu betreiben und die von der Dampfturbine erzeugte mechanische Rotationsenergie in einem Stromgenerator in elektrische Energie umzusetzen, die in das Bordnetz eingespeist werden kann. Diese Druckschrift erwähnt außerdem die Möglichkeit, zusätzlich einen Teil der Abgase direkt einer Leistungsturbine zuzuführen, die ebenfalls mit dem Stromgenerator gekoppelt ist.
  • Die WO 2006/072791 A1 offenbart ein Energierückgewinnungssystem für einen Schiffsdieselmotor, bei welchem ebenfalls ein Stromgenerator mit einer Dampfturbine und einer Leistungsturbine gekoppelt ist. Dabei sind die beiden Turbinen hintereinander geschaltet und mit einem Ende der Generatorwelle gekoppelt. In der Beschreibungseinleitung dieser Druckschrift ist zudem ein Energierückgewinnungssystem beschrieben, bei welchem der Stromgenerator zwischen den beiden Turbinen positioniert ist. Je nach Anordnung sind hier verschiedene komplexe Getriebe zum Koppeln der Turbinenwellen mit der Eingangswelle des vierpoligen Stromgenerators erforderlich, da sich die Drehzahlen der einzelnen Komponenten sehr stark voneinander unterscheiden.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Vorrichtung zur Energierückgewinnung für einen Großdieselmotor zu schaffen.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zur Energierückgewinnung für einen Großdieselmotor mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Die Erfindung bezieht sich auf Großdieselmotoren, wie sie beispielsweise auf Schiffen und in Landanlagen eingesetzt werden. Sie bezieht sich insbesondere auf hochaufgeladene Großdieselmotoren, vorzugsweise für Schwerölbetrieb.
  • Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Energierückgewinnung für einen Großdieselmotor weist einen Stromgenerator zum Umwandeln mechanischer Rotationsenergie in elektrische Energie, wobei der Stromgenerator eine Eingangswelle zum Anlegen einer Rotationsenergie aufweist; eine erste Turbine zum Erzeugen einer mechanischen Rotationsenergie; eine erste Welle zum Übertragen der Rotationsenergie der ersten Turbine auf die Eingangswelle des Stromgenerators; eine zweite Turbine zum Erzeugen einer mechanischen Rotationsenergie; und eine zweite Welle zum Übertragen der Rotationsenergie der zweiten Turbine auf die Eingangswelle des Stromgenerators auf, wobei die erste Welle und die zweite Welle mit abgewandten Seiten der Eingangswelle des Stromgenerators gekoppelt sind. Außerdem sind eine erste Kupplungsvorrichtung zwischen dem Stromgenerator und der ersten Turbine zum Herstellen und Trennen der Kopplung zwischen der Eingangswelle des Stromgenerators und der ersten Welle und/oder eine zweite Kupplungsvorrichtung zwischen dem Stromgenerator und der zweiten Turbine zum Herstellen und Trennen der Kopplung zwischen der Eingangswelle des Stromgenerators und der zweiten Welle vorgesehen.
  • Durch die Anordnung der beiden Turbinen auf abgewandten Seiten der Eingangswelle des Stromgenerators und das Vorsehen der Kupplungsvorrichtungen zwischen den Turbinen und dem Stromgenerator ist es in vorteilhafter Weise möglich, den Stromgenerator je nach Bedarf und Umständen wahlweise parallel durch beide Turbinen oder nur durch eine der beiden Turbinen anzutreiben.
  • In einer Ausführungsform der Erfindung ist die erste Turbine eine Dampfturbine, wobei der Dampf mit Hilfe der Wärmeenergie von Abgasen des Großdieselmotors erzeugt wird, und ist die zweite Turbine eine Leistungsturbine, die mit Hilfe der Strömungsenergie von Abgasen des Großdieselmotors betrieben wird.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen dem Stromgenerator und der ersten Turbine ein einstufiges Stirnradgetriebe angeordnet. Dieses ist wesentlich einfacher und kompakter als die herkömmlicherweise eingesetzten, mehrstufigen Getriebe, die häufig aufgrund der niedrigeren Drehzahl mehrpoliger Wechselstromgeneratoren notwendig sind.
  • Analog kann vorzugsweise auch zwischen dem Stromgenerator und der zweiten Turbine ein einstufiges Stirnradgetriebe angeordnet sein.
  • In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Stromgenerator als ein zweipoliger Wechselstromgenerator ausgebildet. Durch die Verwendung eines zweipoligen Wechselstromgenerators, der mit einer entsprechend höheren Drehzahl als zum Beispiel ein vierpoliger Wechselstromgenerator, welcher herkömmlicherweise in Zusammenhang mit Schiffsdieselmotoren eingesetzt wird, betrieben wird, können die Getriebe zwischen dem Stromgenerator und den beiden Turbinen, welche üblicherweise mit einer deutlich höheren Drehzahl drehen, einfacher und kompakter ausgebildet werden.
  • Ferner ist vorzugsweise eine gemeinsame Steuer- und Regeleinrichtung zum manuellen und/oder automatischen Steuern sowohl des Betriebs der ersten Turbine als auch des Betriebs der zweiten Turbine abhängig vom aktuellen Bedarf vorgesehen.
  • Obige sowie weitere Merkmale und Vorteile werden aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der beiliegenden Zeichnungen besser verständlich. Darin zeigt die einzige
  • 1 ein vereinfachtes Blockschaltbild einer Energierückgewinnungsvorrichtung für einen Großdieselmotor gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Die Erfindung wird nachstehend am Beispiel einer Energierückgewinnungsvorrichtung für einen Großdieselmotor auf einem Schiff beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist aber analog auch bei Großdieselmotoren in Landanlagen einsetzbar.
  • Der Großdieselmotor (z. B. Zweitakt-Dieselmotor) 10 treibt über eine Welle einen Schiffspropeller 12 an. Im Abgasstrang des Großdieselmotors 10 ist in bekannter Weise ein (Abgas-)Turbolader 14 angeordnet.
  • Hauptbestandteil der Energierückgewinnungsvorrichtung ist ein Stromgenerator 16, der vorzugsweise als zweipoliger Wechselstromgenerator ausgestaltet ist und eine Eingangswelle 18 zum Anlegen einer Rotationsenergie aufweist. Dieser Stromgenerator 16 wandelt die an seine Eingangswelle angelegte mechanische Rotationsenergie in bekannter Weise in elektrische Energie um, die dann in ein Bordnetz des Schiffes eingespeist werden kann, um elektrische Verbraucher mit Energie zu versorgen.
  • Der Stromgenerator 16 ist dabei an das jeweilige Bordnetz angepasst. Zum Beispiel betragen für ein Bordnetz mit einer Netzfrequenz von 60 Hz die Drehzahl des zweipoligen Wechselstromgenerators 16 etwa 3.600 U/min, für ein Bordnetz mit einer Netzfrequenz von 50 Hz etwa 3.000 U/min.
  • Auf der einen Seite (links in 1) des Stromgenerators 16 ist eine Dampfturbine 20 als eine erste Turbine der Erfindung angeordnet. Diese Dampfturbine 20 ist Teil eines Wasser/Dampf-Kreislaufs, der zudem einen Wärmetauscher 22 und einen Kondensator 24 aufweist. Der heiße Abgasstrom des Großdieselmotors 10 wird durch den Wärmetauscher 22 des Wasser/Dampf-Kreislaufs geleitet, um Wärmeenergie an das Arbeitsmittel dieses Kreislaufs, vorzugsweise Wasser, zu übertragen, wodurch das Wasser verdampft wird. Der so erzeugte Wasserdampf wird einer Niederdruckseite bzw. einer Hochdruckseite der Dampfturbine 20 zugeführt und darin entspannt. Bei dieser Entspannung des Wasserdampfes wird seine Energie in mechanische Energie umgewandelt, mit welcher eine erste Welle 26 gedreht wird.
  • Diese erste Welle 26 ist mit einer ersten Getriebevorrichtung 28 versehen, die vorzugsweise als ein einstufiges Stirnradgetriebe ausgebildet ist und zum Beispiel ein Übersetzungsverhältnis im Bereich von etwa 1,8 bis 8, wahlweise im Bereich von etwa 2 bis 5, aufweist.
  • Die erste Welle 26 ist weiter mit einer Seite, üblicherweise einem Ende, der Eingangswelle 18 des Stromgenerators 16 gekoppelt. Erfindungsgemäß ist zu diesem Zweck eine erste Kupplungsvorrichtung 30 vorgesehen, mit welcher die Kopplung zwischen der ersten Welle 26 der Dampfturbine 20 und der Eingangswelle 18 des Stromgenerators 16 hergestellt und getrennt werden kann. Diese erste Kupplungsvorrichtung 30 ist zum Beispiel eine Schaltkupplung oder eine Überholkupplung.
  • Auf der anderen Seite (rechts in 1) des Stromgenerators 16 ist eine Leistungsturbine (Power Turbine) 32 als eine zweite Turbine der Erfindung angeordnet. Ein Teil des Abgasstroms des Großdieselmotors 10 wird direkt dieser Leistungsturbine 32 zugeführt, um seine Strömungsenergie in mechanische Rotationsenergie umzuwandeln, mit welcher eine zweite Welle 34 gedreht wird.
  • Die zweite Welle 34 ist mit einer zweiten Getriebevorrichtung 36 versehen, die vorzugsweise als ein einstufiges Stirnradgetriebe ausgebildet ist. Die zweite Getriebevorrichtung 36 besitzt zum Beispiel ein Übersetzungsverhältnis im Bereich von etwa 6 bis 12, wahlweise im Bereich von etwa 8 bis 10.
  • Analog zur ersten Welle 26 ist auch diese zweite Welle mit einer Seite, üblicherweise einem Ende, der Eingangswelle 18 des Stromgenerators 16 gekoppelt. Erfindungsgemäß ist zu diesem Zweck eine zweite Kupplungsvorrichtung 38 vorgesehen, mit welcher die Kopplung zwischen der zweiten Welle 34 der Leistungsturbine 32 und der Eingangswelle 18 des Stromgenerators 16 hergestellt und getrennt werden kann. Diese zweite Kupplungsvorrichtung 38 ist zum Beispiel eine Schaltkupplung oder eine Überholkupplung.
  • Auf eine nähere Beschreibung des Aufbaus und der Funktionsweise der Dampfturbine 20 und der Leistungsturbine 32 wird verzichtet, da die Energierückgewinnungsvorrichtung der Erfindung grundsätzlich mit beliebigen Arten und Ausführungen der beiden Turbinen 20, 32 arbeiten kann und diesbezüglich nicht eingeschränkt ist.
  • Wie in 1 veranschaulicht, sind bei der Energierückgewinnungsvorrichtung der Erfindung die erste und die zweite Turbine 20, 32 bzw. die erste und die zweite Welle 26, 34 mit abgewandten Seiten bzw. Enden des Stromgenerators 16, genauer seiner Eingangswelle 18 gekoppelt. Wenn der Stromgenerator 16 als zweipoliger Wechselstromgenerator ausgestaltet ist und somit mit höheren Drehzahlen dreht, kann bei dieser Anordnung die zweite Getriebevorrichtung 36 an der zweiten Welle 34 der Leistungsturbine 32 in vorteilhafter Weise als zuverlässiges und preisgünstiges, einstufiges Stirnradgetriebe ausgebildet sein.
  • Bei größeren Dieselmotoren mit Leistungen von zum Beispiel mehr als etwa 40 MW kann für den Stromgenerator 16 auch ein vierpoliger Wechselstromgenerator eingesetzt werden. Die Drehzahlen eines solchen vierpoligen Wechselstromgenerators betragen jeweils die Hälfte der oben angegebenen Werte für den zweipoligen Wechselstromgenerator. Da bei solchen leistungsstärkeren Dieselmotoren 10 die Leistungsturbine 32 mit kleineren Drehzahlen dreht, kann in diesem Fall die zweite Getriebevorrichtung 36 zwischen einem vierpoligen Wechselstromgenerator 16 und der Leistungsturbine 32 ebenfalls als einstufiges Stirnradgetriebe ausgebildet sein.
  • Aufgrund der Anordnung der ersten und der zweiten Kupplungsvorrichtung 30, 38 zwischen der Eingangswelle 18 des Stromgenerators 16 und der ersten Welle 26 der Dampfturbine 20 bzw. der zweiten Welle 34 der Leistungsturbine 32 ist es möglich, je nach Bedarf und den Umständen (z. B. Betriebszustand des Großdieselmotors, Betriebszustände der beiden Turbinen, Energiebedarf des Bordnetzes, usw.) den Stromgenerator 16 wahlweise parallel mit Hilfe beider Turbinen 20, 32 anzutreiben oder nur mit der Dampfturbine 20 oder der Leistungsturbine 32 anzutreiben. Dies hat auch den Vorteil, dass bei Ausfall einer Turbine (z. B. zwecks Wartung oder Reparatur) der Stromgenerator 16 mit der anderen Turbine weiter angetrieben werden kann.
  • Wie in 1 angedeutet, ist zudem eine Steuer- und Regeleinrichtung 40 vorgesehen, welche gemäß der Erfindung als gemeinsame Steuer- und Regeleinrichtung für beide Turbinen 20, 32 ausgebildet ist. Mit anderen Worten kontrolliert diese Steuer- und Regeleinrichtung 40 das Ein- und Ausschalten sowie die Drehzahlen und Leistungen sowohl der Dampfturbine 20 als auch der Leistungsturbine 32, wahlweise manuell und/oder automatisch, je nach dem aktuellen Bedarf und Zustand des Energierückgewinnungssystems.
    • 10
    Großdieselmotor
    12
    Propeller
    14
    Turbolader
    16
    Stromgenerator
    18
    Eingangswelle
    20
    erste Turbine/Dampfturbine
    22
    Wärmetauscher
    24
    Kondensator
    26
    erste Welle
    28
    erstes Getriebe
    30
    erste Kupplung
    32
    zweite Turbine/Leistungsturbine
    34
    zweite Welle
    36
    zweites Getriebe
    38
    zweite Kupplung
    40
    Steuer- und Regeleinrichtung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 102006040857 A1 [0003]
    • - WO 2006/072791 A1 [0004]

Claims (7)

  1. Vorrichtung zur Energierückgewinnung für einen Großdieselmotor, mit einem Stromgenerator (16) zum Umwandeln mechanischer Rotationsenergie in elektrische Energie, wobei der Stromgenerator eine Eingangswelle (18) zum Anlegen einer Rotationsenergie aufweist; einer ersten Turbine (20) zum Erzeugen einer mechanischen Rotationsenergie; einer ersten Welle (26) zum Übertragen der Rotationsenergie der ersten Turbine (20) auf die Eingangswelle (18) des Stromgenerators (16); einer zweiten Turbine (32) zum Erzeugen einer mechanischen Rotationsenergie; und einer zweiten Welle (34) zum Übertragen der Rotationsenergie der zweiten Turbine (32) auf die Eingangswelle (18) des Stromgenerators (16), wobei die erste Welle (26) und die zweite Welle (34) mit abgewandten Seiten der Eingangswelle (18) des Stromgenerators (16) gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Kupplungsvorrichtung (30) zwischen dem Stromgenerator (16) und der ersten Turbine (20) zum Herstellen und Trennen der Kopplung zwischen der Eingangswelle (18) des Stromgenerators (16) und der ersten Welle (26) und/oder eine zweite Kupplungsvorrichtung (38) zwischen dem Stromgenerator (16) und der zweiten Turbine (32) zum Herstellen und Trennen der Kopplung zwischen der Eingangswelle (18) des Stromgenerators (16) und der zweiten Welle (34) vorgesehen sind.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Turbine (20) eine Dampfturbine ist, wobei der Dampf mit Hilfe der Wärmeenergie von Abgasen des Großdieselmotors (10) erzeugt wird.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Turbine (32) eine Leistungsturbine ist, die mit Hilfe der Strömungsenergie von Abgasen des Großdieselmotors (10) betrieben wird.
  4. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Stromgenerator (16) und der ersten Turbine (20) ein einstufiges Stirnradgetriebe (28) angeordnet ist.
  5. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Stromgenerator (16) und der zweiten Turbine (32) ein einstufiges Stirnradgetriebe (36) angeordnet ist.
  6. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromgenerator (16) ein zweipoliger Wechselstromgenerator ist.
  7. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine gemeinsame Steuer- und Regeleinrichtung (40) zum Steuern sowohl des Betriebs der ersten Turbine (20) als auch des Betriebs der zweiten Turbine (32) vorgesehen ist.
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GB (1) GB2463357B (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011013115A1 (de) * 2011-03-04 2012-09-06 Voith Patent Gmbh Förderanlage für Öl und Gas

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101232393B1 (ko) * 2010-09-24 2013-02-12 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 터빈 발전기의 제어 방법 및 장치
GB2526090B (en) * 2014-05-12 2020-10-07 Cummins Ltd Turbine generator
CN104712382B (zh) * 2014-08-07 2016-06-29 哈尔滨工程大学 实现船舶低速柴油机超低排放及废热回收的联合循环系统
CN104494424B (zh) * 2014-12-24 2017-03-29 深圳智慧能源技术有限公司 轴带设备驱动装置、轴带设备模组及动力系统
DE102015001418A1 (de) * 2015-02-06 2016-08-11 Man Diesel & Turbo Se Getriebeturbomaschine
CN109586497B (zh) * 2018-12-10 2020-07-10 贾立进 一种电能机械能互逆转换装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006072791A1 (en) 2005-01-07 2006-07-13 Peter Brotherhood Limited Energy recovery system
DE102006040857A1 (de) 2006-08-31 2008-03-13 Siemens Ag Verfahren zum Betrieb eines Schiffes sowie Schiff mit einem Antriebssystem mit Abwärmerückgewinnung

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2179370A (en) * 1937-04-29 1939-11-07 Falk Corp Marine propulsion system
US2405676A (en) * 1944-05-01 1946-08-13 Strub Rene Marine power plant
US3188479A (en) * 1960-11-14 1965-06-08 Garrett Corp Combination engine starter and accessory drive mechanism
GB985457A (en) * 1962-08-02 1965-03-10 Bristol Siddeley Engines Ltd Improvements in or relating to gas turbine power plant
DE1751851B2 (de) * 1968-08-08 1973-12-13 Motoren- Und Turbinen-Union Muenchen Gmbh, 8000 Muenchen Gasturbinenanlage
DE2450710A1 (de) * 1974-10-25 1976-05-13 Bbc Brown Boveri & Cie Verfahren zum betrieb einer turbomaschinenanlage und anlage zur durchfuehrung des verfahrens
GB2124838B (en) * 1982-07-06 1986-04-03 British Shipbuilders Eng Waste heat recovery system driven alternator and auxiliary drive system therefor
DE3760724D1 (en) * 1986-05-23 1989-11-16 Renk Tacke Gmbh Ship's propulsion unit
ES2010860A6 (es) * 1989-02-10 1989-12-01 Itisa Sistema de alimentacion electrica ininterrumpida de autonomia ilimitada, sin acumuladores electricos.
JPH03117632A (ja) * 1989-09-29 1991-05-20 Isuzu Motors Ltd 複合ターボコンパウンドエンジン
JPH0633707A (ja) 1992-07-15 1994-02-08 Isuzu Ceramics:Kenkyusho:Kk コジェネレーション型エンジン
US6960839B2 (en) * 2000-07-17 2005-11-01 Ormat Technologies, Inc. Method of and apparatus for producing power from a heat source
JP3706552B2 (ja) * 2001-07-09 2005-10-12 三菱重工業株式会社 一軸コンバインドプラント
WO2003067749A1 (en) * 2002-01-18 2003-08-14 Aukon Dennis W Hydroelectric generator
US6688280B2 (en) * 2002-05-14 2004-02-10 Caterpillar Inc Air and fuel supply system for combustion engine
WO2003106828A2 (en) * 2002-06-18 2003-12-24 Ingersoll-Rand Energy Systems Corporation Microturbine engine system
US7217212B2 (en) * 2004-10-27 2007-05-15 Orbiter Gears Marketing & Finance Ag Differential gear system having a stably-oriented orbiting gear
US7454911B2 (en) 2005-11-04 2008-11-25 Tafas Triantafyllos P Energy recovery system in an engine
ITMI20062046A1 (it) 2006-10-24 2008-04-25 Iveco Motorenforschung Ag Impianto motore con sistema di recupero del calore e relativo metodo di recupero del calore

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006072791A1 (en) 2005-01-07 2006-07-13 Peter Brotherhood Limited Energy recovery system
DE102006040857A1 (de) 2006-08-31 2008-03-13 Siemens Ag Verfahren zum Betrieb eines Schiffes sowie Schiff mit einem Antriebssystem mit Abwärmerückgewinnung

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011013115A1 (de) * 2011-03-04 2012-09-06 Voith Patent Gmbh Förderanlage für Öl und Gas

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Publication number Publication date
GB2463357A (en) 2010-03-17
US8884449B2 (en) 2014-11-11
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GB0915601D0 (en) 2009-10-07

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