DE102009022711A1

DE102009022711A1 - Schiffsantriebssystem und damit ausgerüstetes Schiff

Info

Publication number: DE102009022711A1
Application number: DE102009022711A
Authority: DE
Inventors: Oswald Löwlein
Original assignee: MAN Diesel and Turbo SE
Current assignee: MAN Energy Solutions SE
Priority date: 2009-05-26
Filing date: 2009-05-26
Publication date: 2011-02-03
Also published as: KR101237660B1; KR20100127692A; JP2010274905A; CN101898548A

Abstract

Schiffsantriebssystem und damit ausgerüstetes Schiff, wobei das Schiffsantriebssystem einen Verbrennungsmotor, Druckgasbereitstellungsmittel zum Bereitstellen von Druckgas, eine Gasteppich-Erzeugungseinrichtung, die mit den Druckgasbereitstellungsmitteln verbunden ist, so dass das von diesen bereitgestellte Druckgas der Gasteppich-Erzeugungseinrichtung zuführbar ist, und die eingerichtet ist, mittels des Druckgases einen Gasteppich am Boden eines Schiffes zu erzeugen, wobei die Druckgasbereitstellungsmittel mit dem Verbrennungsmotor verbunden sind, und wobei die Druckgasbereitstellungsmittel eingerichtet sind, Energie von von dem Verbrennungsmotor erzeugtem Abgas zur Druckerhöhung eines Gases zu nutzen, so dass das Druckgas erzeugt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schiffsantriebssystem gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 sowie ein mit einem solchen Schiffsantriebssystem ausgerüstetes Schiff.
In der Zeitschrift "Schiff & Hafen", Januar 2009, Nr. 1 ist auf Seite 41 ein Schiff mit einem Schiffsantriebssystem der eingangsgenannten Art beschrieben. Dieses Schiffsantriebsystem weist Druckgasbereitstellungsmittel in Form von Kompressoren auf, die Druckluft erzeugen, welche über Druckluftleitungen in Längsschiff angeordnete kammerartige Strukturen im Boden des Schiffsrumpfes gedrückt wird. Die kammerartigen Strukturen bilden eine Gasteppich-Erzeugungseinrichtung, die mittels der Druckluft einen Luftteppich am bzw. unter dem Boden des Schiffsrumpfes erzeugt. Das gleiche Schiff ist auch in der Zeitschrift "nonstop", 03/2008, auf den Seiten 19 bis 22 beschrieben.
Weitere Schiffe, an deren Schiffsrumpfboden ein Luftteppich bzw. Luftpolster erzeugbar ist, sind in DE 603 08 502 T2 , DE 603 19 518 T2 und DE 196 09 574 A1 beschrieben.
Mit einer solchen Gasteppich- bzw. Gaspolster-Erzeugungseinrichtung ausgerüstete Schiffe weisen durch die geringere Reibung zwischen Schiffsrumpf und Wasser einen geringeren Fahrwiderstand auf. Dieses Prinzip wird auch Luftschmierung genannt. Keines der zuvor genannten Dokumente gibt jedoch eine Lösung an, wie das Druckgas, wie z. B. Druckluft, auf kostengünstige, energieeffiziente und umweltschonende Weise erzeugt werden kann.
Herkömmliche Kompressoren, welche Druckgas für einen Druckgasteppich bzw. ein Druckgaspolster erzeugen können und welche z. B. über einen Elektromotor oder einen Verbrennungsmotor angetrieben werden, sind teuer, wartungsintensiv, störanfällig und energieintensiv.
Ein Ansatz zur Lösung dieses Problems ist in WO 2007/136269 A1 mit einem Schiff beschrieben, bei dem das Abgas von dessen Dieselmotor direkt oder über Ballasttanks in Hohlräume im Schiffsrumpfboden eingeleitet wird, um dort einen Luftteppich bzw. ein Luftpolster auszubilden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schiffantriebssystem gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 bereitzustellen, bei dem das Druckgas auf kostengünstige, energieeffiziente und damit umweltschonende Weise erzeugt wird. Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein mit einem solchen Schiffantriebssystem ausgerüstetes Schiff bereitzustellen.
Die oben genannten Aufgaben werden mit einem Schiffantriebssystem gemäß Patentanspruch 1 bzw. einem Schiff gemäß Patentanspruch 9 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung weist ein Schiffsantriebssystem einen Verbrennungsmotor, Druckgasbereitstellungsmittel zum Bereitstellen von Druckgas und eine Gasteppich-Erzeugungseinrichtung auf, die mit den Druckgasbereitstellungsmitteln verbunden ist, so dass das von diesen bereitgestellte Druckgas der Gasteppich-Erzeugungseinrichtung zuführbar ist, und die eingerichtet ist, mittels des Druckgases einen Gasteppich bzw. ein Gaspolster am Boden des Schiffsrumpfes eines Schiffes zu erzeugen.
Das erfindungsgemäße Schiffsantriebssystem zeichnet sich dadurch aus, dass die Druckgasbereitstellungsmittel mit dem Verbrennungsmotor verbunden sind, wobei die Druckgasbereitstellungsmittel eingerichtet sind, Energie von von dem Verbrennungsmotor erzeugtem Abgas zur Druckerhöhung eines Gases zu nutzen, so dass das Druckgas erzeugt wird.
Unter Druckgas ist erfindungsgemäß unter gegenüber dem atmosphärischen Druck erhöhtem Druck stehendes Gas zu verstehen, wobei als Gas z. B. Abgas eines Verbrennungsmotors (bei z. B. Kombination mit einer Abgasrückführung), atmosphärische Frischluft oder auch eine Kombination davon verwendet werden kann.
Durch die Nutzung der Abgasenergie zur Erhöhung des Druckes des für den Luftteppich zu nutzenden Gases ist keine Zusatzenergie notwendig, da nur überschüssige Energie des Verbrennungsmotors abgezweigt wird. Das Druckerhöhungsystem läuft, sobald das Schiff bzw. dessen Verbrennungsmotor in Fahrt bzw. Betrieb ist, wobei mit steigender Schiffsgeschwindigkeit bzw. steigender Motordrehzahl und damit steigender Abgasemission mehr Abgasenergie zur Verfügung steht und damit mehr Druckgas erzeugbar ist.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weisen die Druckgasbereitstellungsmittel eine Abgasturbine und einen mit der Abgasturbine antriebsverbundenen Verdichter zum Erzeugen von Druckgas auf, wobei ein Abgaseinlass der Abgasturbine mit einem Abgasauslass des Verbrennungsmotors fluidverbunden ist, so dass aus dem Verbrennungsmotor austretendes Abgas der Abgasturbine zu deren Drehantrieb zuführbar ist, und wobei ein Druckgasauslass des Verdichters mit der Gasteppich-Erzeugungseinrichtung verbunden ist, so dass dieser vom Verdichter erzeugtes Druckgas zuführbar ist.
Heutzutage sind Abgasturbinen mit sehr hohem Wirkungsgrad verfügbar, so dass eine einfache und effiziente Nutzung der Abgasenergie zur Umwandlung in Drehantriebsenergie gewährleistet ist. Abgasturbinen sind für lange wartungsfreie Betriebszeiträume konzipiert und sind außerordentlich betriebssicher bzw. betriebsstabil, was die Wartungskosten und die Betriebskosten reduziert. Ferner stehen Abgasturbinen in unterschiedlichsten Dimensionen und Leistungsklassen als Standardbaugruppen zur Verfügung, so dass die Anschaffungskosten akzeptabel sind. Damit steht für den Verdichter ein preiswerter, energieeffizienter, wartungsarmer und betriebssicherer Antrieb zur Verfügung, dem keinerlei Zusatzenergie zugeführt werden muss.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Verdichter von einem Axialverdichter oder einem Radialverdichter gebildet.
Axialverdichter und Radialverdichter sind heutzutage ebenfalls mit sehr hohem Wirkungsgrad verfügbar, so dass eine einfache und effiziente Nutzung der Drehantriebsenergie zur Druckgaserzeugung bzw. Druckerhöhung gewährleistet ist. Auch Axialverdichter und Radialverdichter sind für lange wartungsfreie Betriebszeiträume konzipiert und sind außerordentlich betriebssicher bzw. betriebsstabil, was die Wartungskosten und die Betriebskosten reduziert. Ferner stehen auch Axialverdichter und Radialverdichter in unterschiedlichsten Dimensionen und Leistungsklassen als Standardbaugruppen zur Verfügung, so dass die Anschaffungskosten akzeptabel sind.
Gemäß noch einer Ausführungsform der Erfindung sind Abgasturbine und Verdichter in integraler Einheit als Abgasturbolader ausgebildet.
Dies ist besonders vorteilhaft, da hier die Drehmomentübertragungsstrecke zwischen Abgasturbine und Verdichter minimiert werden kann, was die Effizienz weiter erhöht. Ferner wird dadurch eine äußerst kompakte Anordnung erzielt, was den Bauraumbedarf für die Druckgasbereitstellungsmittel reduziert. Dies ist insbesondere auch vorteilhaft beim Umbau eines bereits vorhandenen herkömmlichen Schiffs, da in der Grundkonzeption dessen ggf. nur wenig frei verbaubarer Raum zur Verfügung steht.
Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Druckgasauslass des Verdichters ferner mit einem Gaseinlass des Verbrennungsmotors verbunden, so dass dem Verbrennungsmotor vom Verdichter erzeugtes Druckgas zur Verbrennung zuführbar ist.
Mit anderen Worten wird ein vom Verdichter abgegebener Druckgasstrom sowohl zum ansaugseitigen Aufladen des Verbrennungsmotors als auch zur Druckgasversorgung der Gasteppich-Erzeugungseinrichtung verwendet. Bevorzugt wird der Druckgasstrom dazu in zwei Druckgasteilströme aufgeteilt, welche bevorzugt in ihrer Durchflussmenge steuerbar bzw. regelbar sind. D. h., überschüssiges Druckgas wird vor oder nach dem Motor abgezweigt.
Diese Ausführungsform stellt eine besonders einfache und kostengünstige Ausgestaltung der Erfindung dar.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist das Schiffsantriebssystem ferner eine zusätzliche Abgasturbine und einen zusätzlichen Verdichter auf, der mit der zusätzlichen Abgasturbine antriebsverbunden ist, wobei der Verbrennungsmotor einen Abgassammler aufweist zum Sammeln des von dem Verbrennungsmotor erzeugten Abgases, und wobei der Abgassammler eingerichtet ist, das darin gesammelte Abgas in zwei Abgasteilströme aufzuteilen, so dass ein erster Abgasteilstrom der Abgasturbine der Druckgasbereitstellungsmittel zuzuführen bzw. zuführbar ist und ein zweiter Abgasteilstrom der zusätzlichen Abgasturbine zuzuführen bzw. zuführbar ist, wobei ein Druckgasauslass des zusätzlichen Verdichters mit einem Gaseinlass des Verbrennungsmotors verbunden ist, so dass dem Verbrennungsmotor vom zusätzlichen Verdichter erzeugtes Druckgas zur Verbrennung zuführbar ist.
Mit anderen Worten versorgt der eine Verdichter (nämlich jener der Druckgasbereitstellungsmittel) die Gasteppich-Erzeugungseinrichtung mit Druckgas und dient der andere (zusätzliche) Verdichter zum ansaugseitigen Aufladen des Verbrennungsmotors.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist ein Abgasauslass der zusätzlichen Abgasturbine über eine Abgasabführleitung mit einem atmosphärenseitigen Abgasabzug verbunden, wobei eine Bypassleitung vorgesehen ist, über die der erste Abgasteilstrom selektiv der Abgasabführleitung zuführbar ist.
Dies hat den Vorteil, dass bei Außerbetriebnahme der Druckgasbereitstellungsmittel überschüssiges Abgas problemlos abgeführt werden kann, so dass keine Beeinträchtigung des Verbrennungsmotorbetriebs erfolgt.
Bevorzugt ist das Druckgas von unter Druck gesetzter atmosphärischer Luft bzw. Druckluft gebildet.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Schiff mit einem Schiffsantriebssytem gemäß einer, mehreren oder allen zuvor genannten erfindungsgemäßen Ausführungsformen bereitgestellt.
Ein solches Schiff weist insbesondere Vorteile hinsichtlich seiner Kraftstofftank-Reichweite, seiner Betriebskosten, seiner Umweltverträglichkeit und seiner Schnelligkeit auf.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen und unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren detaillierter beschrieben.
1 zeigt eine schematische Ansicht eines Schiffsantriebssytems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
2 zeigt eine schematische Ansicht eines Schiffsantriebssytems gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
1 zeigt ein Schiffsantriebssystem 1 eines Schiffes (nicht vollständig dargestellt) gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
Das Schiffsantriebssystem 1 weist einen Verbrennungsmotor 10 in Form eines 2-Takt-Dieselmotors, eine mit der Kurbelwelle (nicht gezeigt) des Verbrennungsmotors 10 antriebsverbundene Propellerwelle 20, einen an der Propellerwelle 20 angebrachten Propeller (bzw. eine Schiffsschraube) 21, eine primäre Abgasturboladeranordnung 30 zum ansaugseitigen Aufladen des Verbrennungsmotors 10, einen sekundären Abgasturbolader 40, eine Gasteppich-Erzeugungseinrichtung (nicht dargestellt) und einen Abgasabzug 50 in Form eines Schiffsschornsteins auf.
Der Verbrennungsmotor 10 weist eine Mehrzahl von Zylinder-Kolben-Einheiten 11, einen rohrförmigen Aufladeluftsammler 12 und einen Abgassammler 13 auf.
Die primäre Abgasturboladeranordnung 30 weist im Ausführungsbeispiel drei parallelgeschaltete Abgasturbolader 31, 34 und 37 auf, wobei jeder Abgasturbolader 31, 34 und 37 eine Abgasturbine 32, 35 bzw. 38 zum Umwandeln von Abgasenergie in Drehantriebsenergie sowie einen mit der Abgasturbine 32, 35 bzw. 38 antriebsverbunden Verdichter 33, 36 bzw. 39 aufweist zum Erzeugen von Druckgas in Form von unter Druck gesetzter atmosphärischer Luft. Die Verdichter 33, 36 und 39 können jeweils als Axialverdichter oder als Radialverdichter ausgeführt sein. Jede Abgasturbine 32, 35, 38 bildet mit ihrem zugehörigen Verdichter 33, 36 und 39 eine integrale Einheit.
Der sekundäre Abgasturbolader 40 bildet Druckgasbereitstellungsmittel zum Bereitstellen von Druckgas in Form von unter Druck gesetzter atmosphärischer Luft für die Gasteppich-Erzeugungseinrichtung. Der sekundäre Abgasturbolader 40 weist eine Abgasturbine 41 zum Umwandeln von Abgasenergie in Drehantriebsenergie und einen mit der Abgasturbine 41 antriebsverbundenen Verdichter 42 auf zum Erzeugen von Druckgas in Form von unter Druck gesetzter atmosphärischer Luft. Der Verdichter 42 kann als Axialverdichter oder als Radialverdichter ausgeführt sein. Die Abgasturbine 41 und der Verdichter 42 bilden eine integrale Einheit.
Die Gasteppich-Erzeugungseinrichtung ist derart eingerichtet, so dass die Gasteppich-Erzeugungseinrichtung unter Verwendung des Druckgases von dem sekundären Abgasturbolader 40 einen Gasteppich bzw. ein Gaspolster (im beschriebenen Ausführungsbeispiel Luftteppich bzw. Luftpolster) am Boden des Schiffes erzeugen kann. Möglichkeiten zur Ausgestaltung der Gasteppich-Erzeugungseinrichtung sind für Fachleute nachvollziehbar in DE 603 08 502 T2 , DE 603 19 518 T2 , DE 196 09 574 A1 und WO 2007/136269 A1 beschrieben, weshalb die Gasteppich-Erzeugungseinrichtung nicht im Detail beschrieben werden braucht.
In einfachster Ausführung weist eine solche Gasteppich-Erzeugungseinrichtung kammerartige Strukturen im Boden des Schiffsrumpfes auf, wobei die kammerartigen Strukturen eine oder mehrere Öffnungen aufweisen, über die Druckgas in die kammerartigen Strukturen einleitbar ist.
Dem Abgasabzug 50 ist ein Abgaswärmetauscher 60 vorgeschaltet, über den dem Abgas Wärmeenergie entziehbar ist, welche beispielsweise zu Heizzwecken verwendet werden kann.
Der Abgassammler 13 weist mehrere (hier vier) Auslässe 13a bis 13d auf, wobei der Abgassammler 13 derart eingerichtet ist, dass darin gesammeltes Abgas primär in zwei Abgasteilströme aufgeteilt wird, so dass ein erster Abgasteilstrom über den Auslass 13a des Abgassammlers 13 der Abgasturbine 41 des sekundären Abgasturboladers 40 zuführbar ist und ein zweiter Abgasteilstrom über die Auslässe 13b bis 13d des Abgassammlers 13 den Abgasturbinen 32, 35 und 38 der primären Abgasturboladeranordnung 30 zuführbar ist.
Zu diesem Zweck ist ein Abgaseinlass 41a der Abgasturbine 41 des sekundären Abgasturboladers 40 über eine Gasleitung 14 (Abgaszuführleitung) mit dem Auslass 13a des Abgassammlers 13 fluidverbunden und sind jeweilige Abgaseinlässe 32a, 35a bzw. 38a der Abgasturbinen 32, 35 und 38 der primären Abgasturboladeranordnung 30 über Gasleitungen (Abgaszuführleitungen; nicht separat bezeichnet) jeweils mit einem der Auslässe 13b bis 13d des Abgassammlers 13 fluidverbunden. In der Gasleitung 14 zur Abgasturbine 41 des sekundären Abgasturboladers 40 sind vor der Abgasturbine 41 in Reihe eine motorische betriebene Steuerklappe bzw. Regelklappe 14a und eine Schnellschließklappe 14b angeordnet.
Jeweilige Abgasauslässe 32b, 35b bzw. 38b der Abgasturbinen 32, 35 und 38 der primären Abgasturboladeranordnung 30 sind über eine Gasleitung 15 (Abgasabführleitung) mit dem Abgaswärmetauscher 60 und von diesem aus über eine Gasleitung 16 (Abgasabführleitung) mit dem Abgasabzug 50 fluidverbunden. Über den Abgasabzug 50 kann das Abgas ggf. über Filter und/oder Katalysatoren frei in die Atmosphäre abströmen.
Ein Abgasauslass 41b der Abgasturbine 41 des sekundären Abgasturboladers 40 ist über eine Gasleitung 17 (Abgasabführleitung) mit der zum Abgaswärmetauscher 60 führenden Gasleitung 15 fluidverbunden.
Von der zum Abgaseinlass 41a der Abgasturbine 41 des sekundären Abgasturboladers 40 hin führenden Gasleitung 14 zweigen zwei Gasleitungen 18a und 18b ab, in die eine Schnellöffnungsklappe 19a bzw. eine motorische betriebene Steuerklappe oder Regelklappe 19b geschaltet sind. Diese beiden Gasleitungen 18a und 18b vereinigen sich nach der Schnellöffnungsklappe 19a und der Steuerklappe bzw. Regelklappe 19b zu einer einzigen Gasleitung 18, welche in die den Abgasausgang 41b der Abgasturbine 41 des sekundären Abgasturboladers 40 mit der zum Abgaswärmetauscher 60 führenden Gasleitung 15 verbindenden Gasleitung 17 mündet.
Damit bilden die Gasleitungen 18a, 18b und 18, welche die zum Abgaseinlass 41a der Abgasturbine 41 des sekundären Abgasturboladers 40 hin führende Gasleitung 14 mit der den Abgasausgang 41b der Abgasturbine 41 des sekundären Abgasturboladers 40 mit der zum Abgaswärmetauscher 60 hin führenden Gasleitung 15 verbindenden Gasleitung 17 selektiv fluidverbinden können, eine Bypassleitung, über die der erste Abgasteilstrom selektiv den Abgasabführleitungen und damit dem Abgasabzug 50 zuführbar ist.
Die Verdichter 33, 36, 39 der primären Abgasturboladeranordnung 30 weisen jeweilige Gaseinlässe (nicht dargestellt) auf, über die gefilterte Frischluft aus der Atmosphäre angesaugt werden kann.
Die Verdichter 33, 36, 39 der primären Abgasturboladeranordnung 30 weisen ferner jeweilige Druckgasauslässe (nicht separat bezeichnet) auf, die in einer gemeinsamen Druckgassammelleitung 12a münden, wobei die Druckgassammelleitung 12a ihrerseits in den Aufladeluftsammler 12 mündet. Der Aufladeluftsammler 12 ist über einen Druckgasauslass (nicht dargestellt) dessen mit einem Gaseinlass (nicht dargestellt) des Verbrennungsmotors 10 fluidverbunden, so dass dem Verbrennungsmotor 10 von den Verdichtern 32, 35, 38 der primären Abgasturboladeranordnung 30 erzeugtes Druckgas zur Verbrennung zuführbar ist.
Der Verdichter 42 des sekundären Abgasturboladers 40 weist einen Gaseinlass (nicht dargestellt) auf, über den gefilterte Frischluft aus der Atmosphäre angesaugt werden kann.
Der Verdichter 42 des sekundären Abgasturboladers 40 weist ferner einen Druckgasauslass 42b auf, der mit der Gasteppich-Erzeugungseinrichtung fluidverbunden ist, so dass der Gasteppich-Erzeugungseinrichtung vom Verdichter 42 des sekundären Abgasturboladers 40 erzeugtes Druckgas zuführbar ist.
Im Fazit ist der die Druckgasbereitstellungsmittel bildende sekundäre Abgasturbolader 40 somit eingerichtet, Energie von von dem Verbrennungsmotor 10 erzeugtem Abgas zur Druckerhöhung bzw. Verdichtung eines Gases (hier atmosphärischer Frischluft) zu nutzen, so dass das Druckgas (hier Druckluft) erzeugt wird, welche der Gasteppich-Erzeugungseinrichtung zuführbar ist zum Ausbilden eines Gasteppichs unter dem Schiffsrumpf.
Gemäß einem allgemeinen Konzept der Ausführungsform von 1 wird der sekundäre Abgasturbolader 40 zur Erzeugung der Druckluft parallel zu den primären Abgasturboladern 31, 34, 37 des Verbrennungsmotors 10 betrieben.
In 2 ist ein Schiffsantriebssystem 1' eines Schiffes (nicht vollständig dargestellt) gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Das Schiffsantriebssystem 1' entspricht bis auf einige Unterschiede, welche im Folgenden erläutert werden, dem Schiffantriebssystem 1 gemäß 1. In der Folgenden Beschreibung des Schiffsantriebssystem 1' von 2 bezeichnen gleiche Bezugszeichen die gleichen Elemente wie bei dem Schiffantriebssystem 1 von 1.
Das Schiffsantriebssystem 1' von 2 stellt eine besonders einfache und preiswerte Ausgestaltung der Erfindung bzw. Vereinfachung des Schiffantriebssystems 1 gemäß 1 dar.
Genauer gesagt sind bei dem Schiffsantriebssystem 1' von 2 gegenüber dem Schiffantriebssystem 1 von 1 der sekundäre Abgasturbolader 40 mit seinen zugehörigen Gasleitungen 14, 17 und die die Bypassleitung bildenden Gasleitungen 18a, 18b, 18 weggelassen. Der Abgassammler 13 weist gemäß 2 nur drei Auslässe 13b bis 13d auf, welche über Gasleitungen (Abgaszuführleitungen; nicht separat bezeichnet) mit den Abgaseinlässen 32a, 35a bzw. 38a der Abgasturbinen 32, 35 und 38 der primären Abgasturboladeranordnung 30 fluidverbunden sind.
Der Aufladeluftsammler 12 weist einen zusätzlichen Druckgasauslass 12b auf, der mit der Gasteppich-Erzeugungseinrichtung fluidverbunden ist, so dass der Gasteppich-Erzeugungseinrichtung von der Abgasturboladeranordnung 30 erzeugtes Druckgas zuführbar ist. Im Druckgasauslass 12b kann eine in 2 nicht dargestellte Steuereinrichtung zur Regelung des Volumenstroms angeordnet sein.
Im Fazit bildet bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform von 2 die (primäre) Abgasturboladeranordnung 30 mit ihren jeweiligen Abgasturboladern 31, 34 und 37 Druckgasbereitstellungsmittel, die eingerichtet sind, Energie von von dem Verbrennungsmotor 10 erzeugtem Abgas zur Druckerhöhung bzw. Verdichtung eines Gases (hier atmosphärischer Frischluft) zu nutzen, so dass das Druckgas (hier Druckluft) erzeugt wird, welche der Gasteppich-Erzeugungseinrichtung zuführbar ist zum Ausbilden eines Gasteppichs unter dem Schiffsrumpf.
Gemäß einem allgemeinen Konzept der Ausführungsform von 2 wird direkt die verdichtete Luft der Abgasturbolader 31, 34, 37 des Verbrennungsmotors (Hauptantriebsmaschine des Schiffes) 10 für die Luftschmierung verwendet, wobei überschüssige verdichtete Luft vor oder nach dem Verbrennungsmotor 10 abgezweigt wird.
Bezugszeichenliste

1: Schiffsantriebssystem
1': Schiffsantriebssystem
10: Verbrennungsmotor
11: Zylinder-Kolben-Einheit
12: Aufladeluftsammler
12a: Druckgassammelleitung
12b: Druckgasauslass
13: Abgassammler
13a: Auslass
13b: Auslass
13c: Auslass
13d: Auslass
14: Gasleitung
14a: Steuerklappe
14b: Schnellschließklappe
15: Gasleitung
16: Gasleitung
17: Gasleitung
18: Gasleitung
18a: Gasleitung
18b: Gasleitung
19a: Schnellöffnungsklappe
19b: Steuerklappe
20: Propellerwelle
21: Propeller
30: Abgasturboladeranordnung
31: Abgasturbolader
32: Abgasturbine
32a: Abgaseinlass
32b: Abgasauslass
33: Verdichter
34: Abgasturbolader
35: Abgasturbine
35a: Abgaseinlass
35b: Abgasauslass
36: Verdichter
37: Abgasturbolader
38: Abgasturbine
38a: Abgaseinlass
38b: Abgasauslass
39: Verdichter
40: Abgasturbolader
41: Abgasturbine
41a: Abgaseinlass
41b: Abgasauslass
42: Verdichter
42b: Druckgasauslass
50: Abgasabzug
60: Abgaswärmetauscher

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 60308502 T2 [0003, 0037]
- DE 60319518 T2 [0003, 0037]
- DE 19609574 A1 [0003, 0037]
- WO 2007/136269 A1 [0006, 0037]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

- Zeitschrift ”Schiff & Hafen”, Januar 2009, Nr. 1 ist auf Seite 41 [0002]
- Zeitschrift ”nonstop”, 03/2008, auf den Seiten 19 bis 22 [0002]

Claims

Schiffsantriebssystem (1, 1') mit: einem Verbrennungsmotor (10), Druckgasbereitstellungsmitteln (30, 40) zum Bereitstellen von Druckgas, einer Gasteppich-Erzeugungseinrichtung, die mit den Druckgasbereitstellungsmitteln (30, 40) verbunden ist, so dass das von den Druckgasbereitstellungsmitteln (30, 40) bereitgestellte Druckgas der Gasteppich-Erzeugungseinrichtung zuführbar ist, und die eingerichtet ist, mittels des Druckgases einen Gasteppich am Boden eines Schiffes zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckgasbereitstellungsmittel (30, 40) mit dem Verbrennungsmotor (10) verbunden sind, und dass die Druckgasbereitstellungsmittel (30, 40) eingerichtet sind, Energie von von dem Verbrennungsmotor (10) erzeugtem Abgas zur Druckerhöhung eines Gases zu nutzen, so dass das Druckgas erzeugt wird.
Schiffsantriebssystem (1, 1') gemäß Anspruch 1, wobei die Druckgasbereitstellungsmittel (30, 40) eine Abgasturbine (32, 35, 38, 41) und einen mit der Abgasturbine (32, 35, 38, 41) antriebsverbundenen Verdichter (33, 36, 39, 42) zum Erzeugen von Druckgas aufweisen, wobei ein Abgaseinlass (32a, 35a, 38a, 41a) der Abgasturbine (32, 35, 38, 41) mit einem Abgasauslass des Verbrennungsmotors (10) fluidverbunden ist, so dass aus dem Verbrennungsmotor (10) austretendes Abgas der Abgasturbine (32, 35, 38, 41) zu deren Drehantrieb zuführbar ist, und wobei ein Druckgasauslass (42b) des Verdichters (33, 36, 39, 42) mit der Gasteppich-Erzeugungseinrichtung verbunden ist, so dass dieser vom Verdichter (33, 36, 39, 42) erzeugtes Druckgas zuführbar ist.
Schiffsantriebssystem (1, 1') gemäß Anspruch 2, wobei der Verdichter (33, 36, 39, 42) von einem Axialverdichter oder einem Radialverdichter gebildet ist.
Schiffsantriebssystem (1, 1') gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei Abgasturbine (32, 35, 38, 41) und Verdichter (33, 36, 39, 42) in integraler Einheit als Abgasturbolader (31, 34, 37, 40) ausgebildet sind.
Schiffsantriebssystem (1') gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei der Druckgasauslass des Verdichters (33, 36, 39) ferner mit einem Gaseinlass des Verbrennungsmotors (10) verbunden ist, so dass dem Verbrennungsmotor (10) vom Verdichter (33, 36, 39) erzeugtes Druckgas zur Verbrennung zuführbar ist.
Schiffsantriebssystem (1) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, mit einer zusätzlichen Abgasturbine (32, 35, 38) und einem zusätzlichen Verdichter (33, 36, 39), der mit der zusätzlichen Abgasturbine (32, 35, 38) antriebsverbunden ist, wobei der Verbrennungsmotor (10) einen Abgassammler (13) aufweist zum Sammeln des von dem Verbrennungsmotor (10) erzeugten Abgases, und wobei der Abgassammler (10) eingerichtet ist, das darin gesammelte Abgas in zwei Abgasteilströme aufzuteilen, so dass ein erster Abgasteilstrom der Abgasturbine (41) der Druckgasbereitstellungsmittel (40) zuführbar ist und ein zweiter Abgasteilstrom der zusätzlichen Abgasturbine (32, 35, 38) zuführbar ist, wobei ein Druckgasauslass des zusätzlichen Verdichters (33, 36, 39) mit einem Gaseinlass des Verbrennungsmotors (10) verbunden ist, so dass dem Verbrennungsmotor (10) vom zusätzlichen Verdichter (33, 36, 39) erzeugtes Druckgas zur Verbrennung zuführbar ist.
Schiffsantriebssystem (1) gemäß Anspruch 6, wobei ein Abgasauslass (32b, 35b, 38b) der zusätzlichen Abgasturbine (32, 35, 38) über eine Abgasabführleitung (15, 16, 17) mit einem atmosphärenseitigen Abgasabzug (50) verbunden ist, und wobei eine Bypassleitung (18a, 18b, 18) vorgesehen ist, über die der erste Abgasteilstrom selektiv der Abgasabführleitung (15, 16, 17) zuführbar ist.
Schiffsantriebssystem (1, 1') gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Druckgas von unter Druck gesetzter atmosphärischer Luft gebildet ist.
Schiff mit einem Schiffsantriebssytem (1, 1') gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8.