DE102017215886A1 - Mehrmotorenanlage - Google Patents

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Michael Bechstein
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MAN Diesel and Turbo SE
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Abstract

Mehrmotorenanlage (21), mit mindestens zwei als Gasmotoren oder Dual-Fuel-Motoren ausgebildeten Motoren (22, 23, 24), mit einem Kraftstoffversorgungsystem (25), über welches die Motoren (22, 23, 24) mit einem Gemisch aus einem gasförmigen Kraftstoff und Ladeluft versorgbar sind, wobei das Kraftstoffversorgungsystem Kraftstoffleitungen (26, 27, 28) für den gasförmigen Kraftstoff sowie den Kraftstoffleitungen für den gasförmigen Kraftstoff zugeordnete Gasdruckregelventile (29), Absperrventile (31) und Entlüftungsventile (30) aufweist, wobei alle Absperrventile (31) und alle Entlüftungsventile (30) des Kraftstoffversorgungsystems (25) in einer gemeinsamen Einhausung (34) positioniert sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Mehrmotorenanlage.
  • 1 zeigt Details einer aus dem Stand der Technik bekannten Mehrmotorenanlage 1, wie sie zum Beispiel auf Schiffen bzw. in Marineanwendungen zum Einsatz kommt. So umfasst die in 1 gezeigte Mehrmotorenanlage 1 mehrere Motoren 2, 3 und 4, die als Gasmotoren oder als Dual-Fuel-Motoren ausgeführt sein können. 1 zeigt weiter ein Kraftstoffversorgungssystem 5 der Mehrmotorenanlage 1, über welches die Motoren 2, 3 und 4 mit einem Gemisch aus einem gasförmigen Kraftstoff und Ladeluft versorgbar sind.
  • Das Kraftstoffversorgungssystem 5 der aus dem Stand der Technik bekannten Mehrmotorenanlage 1 verfügt über Kraftstoffleitungen 6, 7, 8 sowie über den Kraftstoffleitungen 6, 7, 8 für den gasförmigen Kraftstoff zugeordnete Gasdruckregelventile 9, Entlüftungsventile 10 und Absperrventile 11. Über die Kraftstoffleitungen 6, 7 und 8 des Kraftstoffversorgungssystems 5 kann abhängig von der Schaltstellung der Gasdruckregelventile 9, Entlüftungsventile 10 und Absperrventile 11 gasförmiger Kraftstoff in Richtung auf die Motoren 2, 3 und 4 der Mehrmotorenanlage 1 gefördert werden, wobei jedem der Motoren 2, 3, 4 der Mehrmotorenanlage 1 eine Gemischbildungseinheit 12 zugeordnet ist, über die der gasförmige Kraftstoff mit Ladeluft stromaufwärts von Zylindern 13 des jeweiligen Motors 2, 3 bzw. 4 der Mehrmotorenanlage 1 gemischt werden kann, um so den Zylindern 13 der Motoren 2 bis 4 ein Gemisch aus Gas und Ladeluft zur Verbrennung zuzuführen. Der Einfachheit halber ist in 1 je Motor 2, 3 und 4 der Mehrmotorenanlage 1 jeweils ein einziger Zylinder 13 gezeigt.
  • Bei der aus dem Stand der Technik bekannten Mehrmotorenanlage 1 gemäß 1 verfügt das Kraftstoffversorgungssystem 5 für jeden Motor 2, 3 und 4 demnach über ein individuelles Gasdruckregelventil 9, individuelle Entlüftungsventile 10 sowie individuelle Absperrventile 11, die je Motor 2, 3 und 4 in einer individuellen Einhausung 14 aufgenommen sind. Bei den Kraftstoffleitungen 6, 7 und 8 handelt es sich um doppelwandige Rohrleitungen, wobei ein inneres Rohr 6a, 7a bzw. 8a den jeweiligen gasförmigen Kraftstoff in Richtung auf die jeweilige Gemischbildungseinheit 12 des jeweiligen Motors 2, 3 bzw. 4 führt, und wobei ein äußeres Rohr 6b, 7b bzw. 8b das jeweilige innere Rohr 6a, 7a, 8a umgibt und eine eventuelle Gasleckage in Richtung auf die jeweilige Einhausung 14 abführt.
  • Aus dem Stand der Technik bekannte Mehrmotorenanlagen verfügen über einen relativ komplexen Aufbau. Es besteht Bedarf daran, den Aufbau von Mehrmotorenanlagen zu vereinfachen. Insbesondere besteht Bedarf daran, den Bauraum, der von den Baugruppen des Kraftstoffversorgungssystems der Mehrmotorenanlage benötigt wird, durch eine Vereinfachung des Aufbaus des Kraftstoffversorgungssystems zu reduzieren.
  • Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine neuartige Mehrmotorenanlage zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch eine Mehrmotorenanlage nach Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß sind alle Absperrventile und alle Entlüftungsventile des Kraftstoffversorgungssystems in einer gemeinsamen Einhausung positioniert.
  • Dadurch, dass alle Absperrventile und Entlüftungsventile des Kraftstoffversorgungssystems der Mehrmotorenanlage in einer gemeinsamen Einhausung positioniert sind, wird einerseits der Aufbau der Mehrmotorenanlage vereinfacht, insbesondere wird der Bauraumbedarf der Komponenten des Kraftstoffversorgungssystems der Mehrmotorenanlage reduziert.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind für alle Motoren gemeinsame Absperrventile und gemeinsame Entlüftungsventile, die in der gemeinsamen Einhausung positioniert sind. Alternativ sind für alle Motoren individuelle Absperrventile und individuelle Entlüftungsventile vorhanden, die in der gemeinsamen Einhausung positioniert sind. Dann, wenn für alle Motoren der Mehrmotorenanlage gemeinsame Absperrventile und gemeinsame Entlüftungsventile vorhanden sind, die in der gemeinsamen Einhausung positioniert sind, kann der Aufbau der Mehrmotorenanlage besonders stark vereinfacht und der Bauraumbedarf, insbesondere der Komponenten des Kraftstoffversorgungssystems, besonders stark reduziert werden.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist das Kraftstoffversorgungssystem der Mehrmotorenanlage für jeden Motor ein individuelles Gasdruckregelventil auf, welches stromabwärts der Absperrventile und Entlüftungsventile vorzugsweise in einer separaten Einhausung positioniert ist. Hiermit kann der Aufbau der Mehrmotorenanlage weiter vereinfacht und der Bauraumbedarf, insbesondere des Kraftstoffversorgungssystems, weiter reduziert werden.
  • Ein Abstand des jeweiligen Gasdruckregelventils zu einem Motorwerftanschluss des jeweiligen Motors für die jeweilige zum jeweiligen Motor führende Kraftstoffleitung beträgt vorzugsweise zwischen dem 5-fachen und dem 100-fachen, bevorzugt zwischen dem 5-fachen und dem 75-fachen, besonders bevorzugt zwischen dem 5-fachen und dem 50-fachen, höchst bevorzugt zwischen dem 5-fachen und dem 20-fachen, der Nennweite des Gasdruckregelventils. Ein derartiger Abstand des jeweiligen Gasdruckregelventils vom jeweiligen Motorwerftanschluss des jeweiligen Motors ist bevorzugt, um einerseits eine ausreichend große Einregelstrecke der jeweiligen Kraftstoffleitung stromabwärts des Gasdruckregelventils bereitzustellen und andererseits die Dynamik der Gasdruckregelung durch Reduzierung einer Pufferstrecke der jeweiligen Kraftstoffleitung stromabwärts des Gasdruckregelventils zu minimieren.
  • Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
    • 1: Details einer Mehrmotorenanlage nach dem Stand der Technik;
    • 2 Details einer ersten erfindungsgemäßen Mehrmotorenanlage; und
    • 3 Details einer zweiten erfindungsgemäßen Mehrmotorenanlage.
  • Die Erfindung betrifft eine Mehrmotorenanlage, insbesondere für Schiffe bzw. maritime Anwendungen.
  • 1 und 2 zeigen jeweils Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Mehrmotorenanlagen 21, die in den gezeigten Ausführungsbeispielen jeweils drei als Gasmotoren oder Dual-Fuel-Motoren ausgebildete Motoren 22, 23, 24 aufweisen. Die Anzahl der Motoren ist rein exemplarischer Natur. Die Anzahl der Motoren kann auch zwei, drei oder auch mehr als drei betragen.
  • Die Mehrmotorenanlagen 21 verfügen über ein Kraftstoffversorgungssystem 25, über welches die Motoren 22, 23, 24 mit einem Gemisch aus einem gasförmigen Kraftstoff und Ladeluft versorgt werden können, wobei das Kraftstoffversorgungssystem 25 Kraftstoffleitungen 26, 27 und 28 für den gasförmigen Kraftstoff aufweist, die wie in der Praxis üblich doppelwandig aus einem inneren Rohr 26a, 27a, 28a und einem das jeweilige innere Rohr 26a, 27a, 28a umgebenden äußeren Rohr 26b, 27b bzw. 28b bestehen, um über das jeweilige innere Rohr 26a, 27a, 28a Kraftstoff in Richtung auf die Motoren 22, 23, 24 zu führen. Ein zwischen dem jeweiligen inneren Rohr 26a, 27a, 28a und dem jeweiligen äußeren Rohr 26b, 27b, 28b ausgebildeter Hohlraum der jeweiligen Kraftstoffleitungen 26, 27, 28 dient der definierten Leckageabführung.
  • Das jeweilige Kraftstoffversorgungssystem 25 der Mehrmotorenanlage 21 gemäß 2 bzw. 3 verfügt weiterhin über Gasdruckregler 29, Entlüftungsventile 30 sowie Absperrventile 31. Die Entlüftungsventile 30 dienen der Entlüftung der inneren Rohr 26a, 27a, 28a der jeweiligen Kraftstoffleitungen 26, 27, 28. Bei dem Kraftstoffversorgungssystemen 25 der Mehrmotorenanlagen 21 der 2 und 3 sind alle Absperrventile 31 sowie alle Entlüftungsventile 30 des Kraftstoffversorgungssystems 25 in einer gemeinsamen, insbesondere gasdichten Einhausung 34 positioniert. Dadurch kann einerseits der Aufbau des Kraftstoffversorgungssystems 25 vereinfacht und andererseits der Bauraumbedarf desselben reduziert werden.
  • Während im Ausführungsbeispiel der 2 das Kraftstoffversorgungssystems 25 für jeden Motor 22, 23, 24 der Mehrmotorenanlage 21 individuelle Absperrventile 31 sowie individuelle Entlüftungsventile 30 aufweist, die in der gemeinsamen Einhausung 34 positioniert sind, weist das Kraftstoffversorgungssystem 25 der Mehrmotorenanlage 21 der 3 für alle Motoren 22, 23 und 24 gemeinsame Absperrventile 31 sowie gemeinsame Entlüftungsventile 30 auf, die in der gemeinsamen Einhausung 34 positioniert sind.
  • Im Ausführungsbeispiel der 2 mündet demnach in die gemeinsame Einhausung 34, in welcher die individuellen Absperrventile 31 und individuellen Entlüftungsventile 30 der Motoren 32, 33, 34 angeordnet sind, eine gemeinsame Zuleitung 36. Als individuelle Ableitungen von der gemeinsamen Einhausung 34 fungieren die Kraftstoffleitungen 26, 27, 28, welche den gasförmigen Kraftstoff ausgehend von den in der Einhausung 34 positionierten Ventilen 30, 31 in Richtung auf die Motoren 22, 23 und 24 führen. Im Ausführungsbeispiel der 3 weist das Kraftstoffversorgungssystem 25 der Mehrmotorenanlage 21 ebenfalls eine derartige gemeinsame Zuleitung 36 auf. Die individuellen, zu den jeweiligen Motoren 22, 23, 24 führenden Kraftstoffleitungen 26, 27, 28 verzweigen sich jedoch nicht bereits im Bereich der Einhausung 34 stromaufwärts der individuellen Absperrventile 31 und Entlüftungsventile 30, sondern erst stromabwärts der Einhausung 34 bzw. stromabwärts der gemeinsamen Absperrventile 31 und Entlüftungsventile 30.
  • Die jeweilige Mehrmotorenanlage 21 der 2 und 3, nämlich das jeweilige Kraftstoffversorgungssystem 25 derselben, weist für jeden Motor 22, 23, 24 ein individuelles Gasdruckregelventil 29 auf, welches stromabwärts der Absperrventile 31 und stromabwärts der Entlüftungsventile 30 sowie stromabwärts der gemeinsamen Einhausung 34 für die Absperrventile 31 und Entlüftungsventile 30 positioniert ist, nämlich jedes Gasdruckregelventil 29 in einer separaten, insbesondere gasdichten Einhausung 35 für dasselbe.
  • Im Unterschied zu aus dem Stand der Technik bekannten Mehrmotorenanlagen 31 sind die Gasdruckregelventile 29 nicht stromaufwärts der Absperrventile sowie Entlüftungsventile mit deutlichem Abstand zu den Motoren positioniert, sondern vielmehr stromabwärts der Entlüftungsventile 30 und Absperrventile 31 mit einem relativ geringem Abstand zu den Motoren 22, 23, 24, wobei ein Abstand des jeweiligen Gasdruckregelventils 29 zu einem sogenannten Motorwerftanschluss des jeweiligen Motors 22, 23, 24 für die jeweilige zum jeweiligen Motor führende Kraftstoffleitung 26, 27, 28 im Hinblick auf die Bereitstellung einer definierten Einregelstrecke der jeweiligen Kraftstoffleitung 26, 27 bzw. 28 stromabwärts des jeweiligen Gasdruckregelventils 29 sowie im Hinblick auf eine Reduzierung der Pufferstrecke der jeweiligen Kraftstoffleitung 26, 27 bzw. 28 stromabwärts des jeweiligen Gasdruckregelventils 29 und demnach Optimierung der Dynamik der Gasdruckregelung ausgelegt ist.
  • Der Abstand des jeweiligen Gasdruckregelventils 29 zu dem Motorwerftanschluss des jeweiligen Motors 22, 23, 24 für die jeweilige zum jeweiligen Motor führende Kraftstoffleitung 26, 27 bzw. 28 beträgt dabei vorzugsweise zwischen dem 5-fachen und dem 100-fachen, bevorzugt zwischen dem 5-fachen und dem 75-fachen, besonders bevorzugt zwischen dem 5-fachen und dem 50-fachen, höchst bevorzugt zwischen dem 5-fachen und dem 20-fachen, der Nennweite des jeweiligen Gasdruckregelventils 29.
  • Von den Einhausungen 35 der Gasdruckregelventile 29 definierte Innenräume und ein von der gemeinsamen Einhausung 34 der Absperrventile 31 und Entlüftungsventile 30 definierter Innenraum sind über die zwischen dem jeweiligen inneren Rohr 26a, 27a, 28a und dem jeweiligen äußeren Rohr 26b, 27b, 28b ausgebildeten Hohlräume der Kraftstoffleitungen 26, 27, 28 gekoppelt, um eine gegebenenfalls auftretende Leckage des gasförmigen Kraftstoffs in Richtung auf die gemeinsame Einhausung 34 der Absperrventile 31 und Entlüftungsventile 30 zu führen und über die gemeinsame Einhausung 34 definiert abzuleiten. In 2 und 3 zeigen gestrichelte Pfeile eine diesbezügliche Belüftung 37 des Kraftstoffversorgungsystems 25 der Mehrmotorenanlage 21. Bis auf diese Belüftung 37 ist die Einhausung 34 vorzugweise gasdicht. Eintritte dieser Belüftung 37 sind vorzugsweise im Bereich der Motoren 22, 23, 24, im Bereich der gemeinsamen Einhausung 34 und im Bereich der Kraftstoffleitungen 26, 27, 28 ausgebildet. Ein Austritt dieser Belüftung 37 ist vorzugsweise im Bereich der Einhausung 34 ausgebildet.
  • Stromabwärts des jeweiligen Gasdruckregelventils 29 ist der über die inneren Rohre 26a, 27a, 28a der Kraftstoffleitungen 26, 27, 28 geführte, gasförmige Kraftstoff der Gemischbildungseinrichtung 32 des jeweiligen Motors 22, 23, 24 zuführbar, um im Bereich der jeweiligen Gemischbildungseinheit 32 ein Gemisch aus gasförmigem Kraftstoff und Ladeluft bereitzustellen und dieses Gemisch Zylindern 33 des jeweiligen Motors 22, 23, 24 zuzuführen.
  • Bei einer erfindungsgemäßen Mehrmotorenanlage mit mehreren Motoren sind demnach sämtliche Absperrventile und Entlüftungsventile des Kraftstoffversorgungssystems für den gasförmigen Kraftstoff in einer gemeinsamen Einhausung positioniert. Die Gasdruckregelventile sind stromabwärts dieser Einhausung für die Absperrventile und Entlüftungsventile mit geringem Abstand zu den Motoren in separaten Einhausungen angeordnet. Durch die Erfindung kann der Aufbau von Mehrmotorenanlagen vereinfacht werden. Bauraum und Kosten können eingespart werden. Die Dynamik der Gasdruckregelung kann verbessert werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Mehrmotorenanlage
    2
    Motor
    3
    Motor
    4
    Motor
    5
    Kraftstoffversorgungsystem
    6
    Kraftstoffleitung
    6a
    inneres Rohr
    6b
    äußeres Rohr
    7
    Kraftstoffleitung
    7a
    inneres Rohr
    7b
    äußeres Rohr
    8
    Kraftstoffleitung
    8a
    inneres Rohr
    8b
    äußeres Rohr
    9
    Gasdruckregelventil
    10
    Absperrventil
    11
    Entlüftungsventil
    12
    Gemischbildungseinheit
    13
    Zylinder
    14
    Einhausung
    21
    Mehrmotorenanlage
    22
    Motor
    23
    Motor
    24
    Motor
    25
    Kraftstoffversorgungsystem
    26
    Kraftstoffleitung
    26a
    inneres Rohr
    26b
    äußeres Rohr
    27
    Kraftstoffleitung
    27a
    inneres Rohr
    27b
    äußeres Rohr
    28
    Kraftstoffleitung
    28a
    inneres Rohr
    28b
    äußeres Rohr
    29
    Gasdruckregelventil
    30
    Absperrventil
    31
    Entlüftungsventil
    32
    Gemischbildungseinheit
    33
    Zylinder
    34
    Einhausung
    35
    Einhausung
    36
    Zuleitung
    37
    Belüftung

Claims (10)

  1. Mehrmotorenanlage (21), mit mindestens zwei als Gasmotoren oder Dual-Fuel-Motoren ausgebildeten Motoren (22, 23, 24), mit einem Kraftstoffversorgungsystem (25), über welches die Motoren (22, 23, 24) mit einem Gemisch aus einem gasförmigen Kraftstoff und Ladeluft versorgbar sind, wobei das Kraftstoffversorgungsystem (25) Kraftstoffleitungen (26, 27, 28) für den gasförmigen Kraftstoff sowie den Kraftstoffleitungen (26, 27, 28) für den gasförmigen Kraftstoff zugeordnete Gasdruckregelventile (29), Absperrventile (31) und Entlüftungsventile (30) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass alle Absperrventile (31) und alle Entlüftungsventile (30) des Kraftstoffversorgungsystems (25) in einer gemeinsamen Einhausung (34) positioniert sind.
  2. Mehrmotorenanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für alle Motoren (22, 23, 24) gemeinsame Absperrventile (31) und gemeinsame Entlüftungsventile (30) vorhanden sind, die in der gemeinsamen Einhausung (34) positioniert sind.
  3. Mehrmotorenanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für alle Motoren (22, 23, 24) individuelle Absperrventile (31) und individuelle Entlüftungsventile (30) vorhanden sind, die in der gemeinsamen Einhausung (34) positioniert sind.
  4. Mehrmotorenanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass für jeden Motor (22, 23, 24) ein individuelles Gasdruckregelventil (29) vorhanden ist, welches stromabwärts der Absperrventile (31) und Entlüftungsventile (30) positioniert ist.
  5. Mehrmotorenanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Gasdruckregelventile (29) in einer separaten Einhausung (35) positioniert ist.
  6. Mehrmotorenanlage nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstand des jeweiligen Gasdruckregelventils (29) zu einem Motorwerftanschluss des jeweiligen Motors (22, 23, 24) für die jeweilige zum jeweiligen Motor führende Kraftstoffleitung (26, 27, 28) im Hinblick auf die Bereitstellung einer Einregelstrecke und im Hinblick auf die Reduzierung einer Pufferstrecke der Kraftstoffleitung (26, 27, 28) ausgelegt ist.
  7. Mehrmotorenanlage nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstand des jeweiligen Gasdruckregelventils (29) zu einem Motorwerftanschluss des jeweiligen Motors (22, 23, 24) für die jeweilige zum jeweiligen Motor führende Kraftstoffleitung zwischen dem 5-fachen und dem 100-fachen einer Nennweite des Gasdruckregelventils (29) beträgt.
  8. Mehrmotorenanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand des jeweiligen Gasdruckregelventils (29) zu dem Motorwerftanschluss des jeweiligen Motors für die jeweilige zum jeweiligen Motor (22, 23, 24) führende Kraftstoffleitung (26, 27, 28) zwischen dem 5-fachen und dem 75-fachen der Nennweite des Gasdruckregelventils (29) beträgt.
  9. Mehrmotorenanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand des jeweiligen Gasdruckregelventils (29) zu dem Motorwerftanschluss des jeweiligen Motors (22, 23, 24) für die jeweilige zum jeweiligen Motor führende Kraftstoffleitung (26, 27, 28) zwischen dem 5-fachen und dem 50-fachen der Nennweite des Gasdruckregelventils (29) beträgt.
  10. Mehrmotorenanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand des jeweiligen Gasdruckregelventils (29) zu dem Motorwerftanschluss des jeweiligen Motors (22, 23, 24) für die jeweilige zum jeweiligen Motor führende Kraftstoffleitung (26, 27, 28) zwischen dem 5-fachen und dem 20-fachen der Nennweite des Gasdruckregelventils (29) beträgt.
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