DE10326912A1

DE10326912A1 - Blockheizkraftwerk

Info

Publication number: DE10326912A1
Application number: DE2003126912
Authority: DE
Inventors: Martin Raes
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-06-17
Filing date: 2003-06-14
Publication date: 2003-12-24

Abstract

Bekannte Blockheizkraftwerke weisen ein Tragegestell auf, in dem ein Verbrennungsmotor, ein von diesem betriebener Generator sowie ggf. eine Wärmetauschereinheit gelagert ist. Zur Schalldämmung sind üblicherweise außen am Tragegestell Platten angebracht, die aus schalldämmendem Material bestehen bzw. ein solches aufweisen. DOLLAR A Bei einem Blockheizkraftwerk, mit einer Motor-Generator-Einheit (4) sowie einer Wärmetauschereinheit (43), die in bzw. auf einem Tragegestell (2) angeordnet bzw. aufgehängt sind, und mit einer separaten, vom Tragegestell (2) entkoppelten wird eine selbsttragende Umhüllung (6) zur Schallisolierung des Blockheizkraftwerks (1) vorgeschlagen, die keine zueinander parallelen Seitenwände aufweist. Eine alternative Ausführung sieht eine Motor-Generator-Einheit (4) sowie eine Wärmetauschereinheit (43) vor, die in selbsttragender Struktur angeordnet sind und die eine selbsttragende Umhüllung (6) zur Schallisolierung aufweisen, die keine zueinander parallelen Seitenwände aufweist. DOLLAR A Das Blockheizkraftwerk eignet sich zur Versorgung von Haushalten und Betriebseinheiten mit elektrischer Energie und mit Wärmeenergie.

Description

Die Erfindung betrifft ein Blockheizkraftwerk, insbesondere ein in Kraft-Wärme- Koppelung betriebenes Kleinkraftwerk mit einer schalldämmenden Umhüllung.
Blockheizkraftwerke bzw. Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen erzeugen elektrischen Strom, der im eigenen Betrieb oder Haushalt verbraucht oder in ein öffentliches Netz eingespeist wird. Zusätzlich wird die Verlustwärme des Antriebs für Heizungszwecke zur Verfügung gestellt. Prinzipiell besitzen Blockheizkraftwerke eine Antriebsmaschine - meist ein Verbrennungsmotor -, die einen Generator zur Bereitstellung der benötigten elektrischen Energie antreibt. Üblicherweise ist der Verbrennungsmotor mit dem Generator zusammengeflanscht, so dass die Generatorwelle direkt von der Kurbelwelle angetrieben wird. Diese Einheit ist meist schwingungsentkoppelt auf einem Rahmengestell montiert. Die Schwingungsentkopplung kann bspw. mittels Gummipuffern erfolgen.

Um den nach außen abgestrahlten Geräuschpegel möglichst gering zu halten, ist das Rahmengestell mit Abdeckungen sowie einem Deckel versehen, an deren Innenseiten schalldämmendes Material aufgebracht ist. Da Deckel und Abdeckungen direkt mit dem Rahmengestell verbunden sind, ist auch beim Einsatz aufwendiger Schallentkopplungsmaßnahmen eine gewisse Übertragung von Luft- und/oder Körperschall unvermeidlich. Zudem entstehen durch den typischerweise quadratischen oder rechteckigen Grundriss des Rahmengestells stehende Schallwellen, durch welche die Abdeckungen, die meistens aus Metallblech bestehen, zu störenden Resonanzschwingungen angeregt werden können.

Die DE 33 04 658 C2 beschreibt ein Gerät zur kombinierten Erzeugung von elektrischer und Wärmeenergie, mit einem tragenden Gestell, das aus längs den Kanten eines Quaders angeordneten Profilelementen gebildet ist und einen Verbrennungsmotor, eine mit diesem gekoppelte elektrische Maschine zur Erzeugung elektrischer Energie sowie geeignete Wärmetauscher trägt. Die Seitenflächen und die Oberseite des Gestells sind mit thermisch und akustisch isolierenden Platten verkleidet, die demontierbar an dem Gestell befestigt sind. Zwar sind die Platten mit jeweils einer umlaufenden Dichtung versehen, die eine gewisse Dämpfung bewirkt, doch können die Platten zu Körper- und Luftschallschwingungen angeregt werden, was die Effektivität der Dämpfung reduziert.

Aus der DE 42 37 532 A1 ist ein Blockheizkraftwerk bekannt, das in einer schall- und wärmegedämmten Blechkiste angeordnet ist. Der Verbrennungsmotor und der damit gekoppelte Stromgenerator sind jeweils direkt auf den Boden der Blechkiste abgesetzt, so dass keine optimale Körperschalldämmung ermöglicht ist.

Weiterhin ist aus der DE 94 05 466 U1 ein Blockheizkraftwerk bekannt, bei der eine Brennkraftmaschine und ein von dieser betriebener Generator allseitig von einem, einen Betriebsraum bildenden Innenbehälter umgeben sind, welcher in einem Wassermantel schwimmend gelagert ist und ein vollständiges Chassis für die Brennkraftmaschine und den Generator bildet. Ein den Wassermantel andererseits begrenzender Außenbehälter ist als Tragkonstruktion für das Blockheizkraftwerk ausgelegt.

Die DE 85 26 501 U1 zeigt ein Klimagerät mit einem Motor und einem damit verbundenen Kompressor, die am Boden eines Schallschutzgehäuses angeordnet und in diesem eingeschlossen sind. Zwischen der Unterseite des Motors und der Unterseite des Kompressors und der diesen Unterseiten zugewandten Oberseite des Bodens des Schallschutzgehäuses, sowie an der Unterseite des Bodens des Schallschutzgehäuses sind Stoßfängerelemente vorgesehen.

Aus der DE 198 22 880 A1 ist eine Blockheizvorrichtung für Kleinverbraucherstandorte bekannt, die ein Außengehäuse und/oder einen Grundrahmen und einen darin angeordneten Verbrennungsmotor nebst damit betriebenen Generator aufweist.

Die DE 295 13 956 U1 beschreibt schließlich ein Blockheizkraftwerk der gattungsgemäßen Art, mit einer Brennkraftmaschine, einem damit angetriebenen Generator und einem Wärmetauscher für einen Heizkreislauf, die gemeinsam in einem schallgedämmten Gehäuse untergebracht sind. Es ist ein Tragegestell vorgesehen, das alle Aggregate trägt. Das Gehäuse ist körperschallmäßig vom Tragegestell entkoppelt und separat ausgebildet. Das Gehäuse besteht wenigstens teilweise aus unabhängig voneinander abnehmbaren flächigen Gehäuseelementen.

Ein Ziel der Erfindung besteht darin, ein Blockheizkraftwerk zur Verfügung zu stellen, das bei kompakter Bauweise eine möglichst geringe Schallemission aufweist.

Dieses Ziel der Erfindung wird mit dem Gegenstand des unabhängigen Anspruchs erreicht. Merkmale vorteilhafter Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Ein Blockheizkraftwerk mit einer in bzw. auf einem Tragegestell angeordneten Motor-Generator-Einheit weist eine vom Gestell entkoppelte Umhüllung zur Schallisolierung des Blockheizkraftwerks auf. Durch diese Entkopplung wird die Übertragung von Körperschall weitestgehend verhindert und die Übertragung von Luftschall zumindest stark gedämpft. Die Umhüllung ist in selbsttragender Struktur gestaltet, so dass keine Stützverbindung zum Gestell notwendig ist, die als Körperschallbrücke wirken würde. Eine erste Variante sieht ein Blockheizkraftwerk vor, bei dem die Motor-Generator-Einheit sowie die Wärmetauschereinheit in bzw. auf dem Tragegestell angeordnet bzw. aufgehängt sind.

Bei einer alternativen Variante sind die Motor-Generator-Einheit sowie die Wärmetauschereinheit in selbsttragender Struktur angeordnet bzw. aufgebaut. Hierbei kann die Verbrennungskraftmaschine bspw. mit Stützfüßen versehen sein, die auf dem Boden ruhen. Der Generator ist vorzugsweise mit dem Verbrennungsmotor fest verbunden, insbesondere mittels einer Flanschverbindung. Die Wärmetauschereinheit kann bspw. über Stützstreben mit dem Motor und/oder mit dem Generator verschraubt sein. Weitere Komponenten wie ein Wechselrichter können ebenfalls mittels Stützstreben mit dem Motor und/oder mit dem Generator verschraubt sein, so dass insgesamt eine selbsttragende Struktur ohne stützendes Tragegestell gebildet ist. Bei beiden alternativen Varianten ist gemäß vorliegender Erfindung vorgesehen, dass die selbsttragende Umhüllung keine zueinander parallelen Seitenwände aufweist. Die entkoppelte Anordnung von Umhüllung und Tragegestell bzw. selbsttragender Struktur aus Motor-Generator-Einheit und Wärmetauschereinheit sorgt für eine wirksame Körperschallentkoppelung. Die zueinander nichtparallelen Seitenwände der Umhüllung sorgen für eine wirksame Luftschalldämpfung, da auf diese Weise die Ausbildung von stehenden Wellen innerhalb der Umhüllung verhindert wird.

Die Motor-Generator-Einheit ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform von der Umhüllung allseitig umschlossen und bildet auf diese Weise eine wirksame Abschirmung für die von der Motor-Generator-Einheit abgestrahlten Schallemissionen.

Die Umhüllung kann beispielsweise eine auf festem Untergrund bzw. auf dem Boden stehende hohlzylindrische oder hohlkugelförmige Umhüllung sein; wahlweise kann die Umhüllung eine fünf-, sechs-, sieben-, acht- oder mehreckige Grundriss aufweisen. Bei all diesen Gestaltungen wird die Bildung von stehenden Wellen innerhalb der Umhüllung wirksam verhindert, was unerwünschte Resonanzschwingungen vermeidet.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Umhüllung schalldämmendes und/oder -isolierendes Material aufweist. Dieses Material weist vorzugsweise eine Schaumstruktur auf. So kann die Umhüllung bspw. Kunststoffschaum, insbesondere Polyurethan-Schaum (PUR) oder Metallschaum, insbesondere geschäumtes Aluminium, aufweisen. Diese Schaumstrukturen zeichnen sich bei sehr geringem Eigengewicht durch ein hohes Dämpfungsvermögen für Schallwellen aus. Durch das geringe Gewicht lässt sich die Umhüllung problemlos handhaben und von einer Person um das Gestell mit der Motor-Generator-Einheit anbringen, ohne dass hierfür weiteres Werkzeug notwendig wäre.

Die Umhüllung kann mehrschichtig ausgeführt sein, wobei eine äußere Schicht aus geschlossenporigem Material besteht, bspw. aus einem Metallblech oder einer Metallfolie. Hierfür eignet sich insbesondere Aluminium- oder Edelstahlblech oder -folie. Insbesondere eine fest auf der Schaumstruktur aufgebrachte Aluminiumbeschichtung sorgt für eine ansprechende Optik, ohne dass das Eigengewicht der Umhüllung nennenswert erhöht wird. Die geschlossenporige Struktur sorgt zudem dafür, dass die Schaumstruktur der Umhüllung bei länger andauerndem Betrieb nicht verschmutzt und durch Schmutz - und Staubablagerungen unansehnlich wird.

Alternativ kann die äußere Schicht aus Kunststoff bestehen, bspw. aus Kunststofffolie oder Kunstleder. Die äußere Schicht dient in erster Linie zur Verkleidung und zum Schutz der darunter liegenden Schaumstruktur der mittleren Schicht vor Verschmutzung.

Die zusätzliche wärmeisolierende Wirkung einer derartigen schalldämmenden Umhüllung stellt beim bevorzugten Anwendungsfall des Blockheizkraftwerks einen durchaus erwünschten Nebeneffekt dar, da auf diese Weise ein Maximum an Verluststärke des Motors für Heizzwecke zur Verfügung gestellt wird.

Eine Innenmantelfläche der Umhüllung weist vorzugsweise eine schallbrechende Konturierung auf, bspw. in Gestalt einer Spitznoppenstruktur, die auch als sogenannte Eierschalenverkleidung bekannt ist. Diese Gestaltung der Innenmantelfläche sorgt für eine weitere Schalldämmung durch Brechung und räumliche Verteilung aller reflektierter Wellenanteile.

Die innere Schicht mit Spitznoppenstruktur kann dabei eine von der wenigstens einen weiteren Schicht getrennte Schicht sein. Bspw. kann die innere Schicht mit Spitznoppenstruktur ein auf die Umhüllung aufgeklebter Schaumstoff sein. Alternativ oder zusätzlich können nach innen ragende Stifte in der mittleren Schicht der Umhüllung vorgesehen sein, mittels derer die innere Schicht an der mittleren Schicht befestigt ist. Ebenso gut kann die Spitznoppenstruktur Bestandteil der geschäumten mittleren Schicht sein, die in einer entsprechend gestalteten Form geschäumt werden kann.

Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Umhüllung auf einem Sockelrahmen ruht. Der Sockelrahmen kann bspw. ein auf dem Boden liegender oder dort befestigter Ring aus Metall oder Kunststoff mit L- oder U- förmigem Querschnitt sein. Der Sockelrahmen dient zur Fixierung und Abstützung der Umhüllung am vorgesehenen Montageort sowie zur Erleichterung der Montage der Umhüllung.

Die Umhüllung kann mit ihrer Innenmantelfläche bzw. mit ihrer inneren Schicht in berührendem Kontakt mit dem Gestell stehen, ohne dass dadurch die Schallübertragung nach außen verstärkt wird. Wahlweise kann die Umhüllung vom Gestell beabstandet sein.

Die Umhüllung kann in einer weiteren Ausgestaltung mehrteilig ausgebildet sein. Die Umhüllung kann wenigstens zwei Hüllensegmente aufweisen, die miteinander verbunden, bspw. verklebt, ineinander gesteckt oder geklemmt sind. Die Stoßstellen können bspw. als sogenannte Schwalbenschwanz-Verbindung ausgebildet sein. Vorzugsweise sind die wenigstens zwei Hüllensegmente zusätzlich mittels Spannriemen oder -gurt zusammengehalten und gegeneinander verspannt. Die mehrteilige Ausführung der Umhüllung erleichtert die Montage und verbessert die Zugänglichkeit im Falle einer Wartung oder Reparatur des Blockheizkraftwerks.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist gekennzeichnet durch einen auf einer oberen Stirnfläche der Umhüllung aufliegenden Deckel, der ggf. aus zwei oder mehreren Deckelsegmenten bestehen kann. Der Deckel weist vorzugsweise einen gleichartigen Aufbau wie die Umhüllung auf und ist ggf. ebenso wie diese aus mehreren Schichten aufgebaut.

Die Umhüllung kann eine pultartige Gestaltung mit schräg angeordnetem Deckel aufweisen. Weiterhin kann eine von außen zugängliche bzw. bedienbare Steuerkonsole und/oder Anzeigeeinrichtung an einer Außenfläche der Umhüllung, vorzugsweise an der Zylindermantelfläche der Umhüllung oder im Deckel vorgesehen sein. Die schräge bzw. pultartige Anordnung des Deckels verbessert nochmals die schalldämmende Wirkung der Gestaltung der Umhüllung, da auf diese Weise keinerlei zueinander parallele Wände mehr existieren. Die Innenfläche des Deckels ist nicht parallel zum Boden, auf dem das Blockheizkraftwerk ruht, so dass auch zwischen diesen beiden Innenflächen keine stehenden Wellen mehr ausgebildet werden. Resonanzschwingungen aller Art werden optimal unterdrückt bzw. gedämpft.

Weiterhin ist vorzugsweise eine Konsole zur Durchführung von Leitungen an einer Außenmantelfläche der Umhüllung vorgesehen. Diese Konsole kann bspw. als Versteifungsblech ausgebildet sein und in einem unteren Bereich der Außenmantelfläche der Umhüllung angeordnet sein. Die in der Konsole geführten Leitungen dienen zur Kühlmittelzu- und -abfuhr, zur Kraftstoffzufuhr und zur Ableitung der Motorabgase. Ggf. ist zudem ein Kraftstoffrücklauf zum Tank vorgesehen.

Das Tragegestell zur Lagerung der Motor-Generator-Einheit ist vorzugsweise als Gerüst mit rechteckigem oder quadratischem oder kreisringförmigem Grundriss ausgebildet, in dem die Motor-Generator-Einheit vibrationsgedämpft gelagert ist. Diese Lagerung kann typischerweise mittels Gummipuffern erfolgen. Dieses Gerüst kann bspw. aus verschweißten Vierkant- oder Rundstahlrohren bestehen.

Zur weiteren Schalldämmung kann es vorteilhaft sein, wenn am Gestell zusätzliche Abdeckungen vorgesehen sind, die für eine vollständige innere Verschalung der Motor-Generator-Einheit - zusätzlich zur äußeren Umhüllung - sorgen. Diese Abdeckungen können direkt am Gestell angebracht, bspw. verschraubt sein. Als Material hierfür eignen sich Holz-, Kunststoff- oder Blechplatten, die ggf. über eine zusätzliche Dämpfungsschicht in Form von Schaumstoff oder dgl. verfügen können. Mit einer solchen doppelten Verschalung können die Schallemissionen des Blockheizkraftwerks auf Werte von ca. 50 Dezibel oder weniger reduziert werden.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsformen mit Bezug auf die beiliegenden Figuren näher erläutert. Dabei zeigt:
Fig. 1 ein Blockheizkraftwerk mit einer erfindungsgemäßen schalldämmender Umhüllung in schematischer Darstellung,
Fig. 2 das Blockheizkraftwerk gemäß Fig. 1 in perspektivischer Darstellung,
Fig. 3 ein Gestell zur Lagerung einer Motor-Generator-Einheit des Blockheizkraftwerks,
Fig. 4 eine schalldämmende Umhüllung in schematischer Querschnittdarstellung,
Fig. 5 einen Detailschnitt der Umhüllung,
Fig. 6 einen Deckel der Umhüllung in einer Seitenansicht,
Fig. 7 eine Draufsicht auf den Deckel gemäß Fig. 6,
Fig. 8 und 9 Detailschnitte einer Verbindungsstelle zweier Hüllensegmente,
Fig. 10 einen Sockelrahmen in schematischer Darstellung und
Fig. 11 drei alternative Ausgestaltungen der schalldämmenden Umhüllung.
Die Fig. 1 zeigt ein Blockheizkraftwerk 1 mit einer erfindungsgemäßen Umhüllung 6 in schematischer Darstellung. In einem Tragegestell 2 ruht eine Motor-Generator-Einheit 4, bestehend aus einer Brennkraftmaschine 41, einem von dieser angetriebenen Generator 42 und einer Wärmetauschereinheit 43. Die Wärmetauschereinheit 43 umfasst vorzugsweise einen Kühlwasserwärmetauscher zur Erwärmung von Wasser mittels der von der Brennkraftmaschine 41 sowie vom Generator 42 gelieferten Verlustwärme, sowie einen Abgaswärmetauscher zur Erwärmung des Wassers mittels der von der Brennkraftmaschine gelieferten Abgaswärme. Eine zentrale Steuereinheit 50 ist in einem unteren Bereich 24 des Tragegestells 2 angeordnet, wogegen sich die Motor-Generator-Einheit 4 in einem darüber liegenden oberen Bereich 25 des Gestells 2 befindet. Unterhalb der Motor-Generator-Einheit 4 ist eine Wanne 29 vorgesehen, um bei einem Defekt die zentrale Steuereinheit 50 vor auslaufenden Flüssigkeiten zu schützen.
In einer alternativen Ausgestaltung (nicht dargestellt) kann die Motor-Generator- Einheit 4 sowie die Wärmetauschereinheit 43 in selbsttragender Struktur angeordnet sein, so dass kein Tragegestell notwendig ist.
Auf einem am Boden 8 stehenden Sockelrahmen 69 steht die hohlzylindrische Umhüllung 6, auf deren oberer Stirnfläche 72 ein Deckel 10 befestigt ist bzw. aufliegt. Umhüllung 6 und Deckel 10 bestehen vorzugsweise aus einer Schaumstruktur, bspw. aus Polyurethanschaum oder Aluminiumschaum oder dgl. In einer Außenmantelfläche 62 der Umhüllung 6 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel eine Steuerkonsole 12 mit einer Anzeigeeinrichtung 14 angedeutet, die gegebenenfalls auch in separaten Einheiten ausgebildet sein können.
Es ist deutlich erkennbar, dass Tragegestell 2 und Umhüllung 6 voneinander entkoppelt sind, was für die Geräusch dämmende Wirkung der Umhüllung 6 wichtig ist. Eine Konsole 49 in einem unteren Bereich der Außenmantelfläche 62 der Umhüllung 6 kann als Versteifungsblech ausgebildet sein und dient zur Durchführung von Zu- und Ableitungen 44, 45, 46, 47, 48 für das Blockheizkraftwerk 1.
Fig. 2 zeigt das Blockheizkraftwerk 1 mit der Umhüllung 6 in perspektivischer Darstellung. Erkennbar ist hierbei insbesondere ein Spannriemen 71, der um die Außenmantelfläche 62 gespannt ist und der zur Fixierung einer aus mehreren Hüllensegmenten 70 zusammengefügten Umhüllung 6 dient. Weiterhin sind hier die in einen unteren bereich der Außenmantelfläche 62 angeordnete Konsole 49 mit den darin befindlichen Leitungsdurchführungen für Kühlwasserzuleitung 44, Brennstoffzulauf 45, Brennstoffzuleitung 46, Brennstoffzuleitung 47 und Abgasauslass 49 erkennbar. Eine Frischluftöffnung für die Zufuhr von Verbrennungsluft für die Brennkraftmaschine ist der Einfachheit halber nicht dargestellt.
Die Steuerkonsole 12 mit der darin befindlichen Anzeigeeinrichtung 14 kann - wie dargestellt - in der Außenmantelfläche 62 oder wahlweise im Deckel 10 angeordnet sein.
Der Deckel 10 kann bündig mit der oberen Stirnfläche 72 abschließen oder unter Ausbildung eines leichten Absatzes aufliegen, wie dies in Fig. 2 angedeutet ist. Der Durchmesser des Deckels 10 sollte jedenfalls nicht größer sein als der Außendurchmesser der zylindrischen Umhüllung 6.
Die Umhüllung 6 kann einen typischen Durchmesser von 1 bis 1,5 m aufweisen. Eine typische Höhe liegt bei ca. 1,2 bis 2 m über dem Boden.
Fig. 3 verdeutlicht ein Tragegestell 2 zur Aufnahme und Lagerung einer Motor- Generator-Einheit 4. Das Gestell 2 besteht aus einem rahmenartigem Gerüst mit einem unteren Bereich 24, auf dessen unterer Auflage 26 bspw. eine Steuerschaltung, eine zentrale Steuereinheit oder dgl. montiert sein kann. Ein oberer Bereich 25 mit einem Zwischenboden 22, der durch Verstrebungen 23 gebildet ist, dient zur Aufnahme der Motor- Generator-Einheit. Diese ist vorzugsweise schwingungsentkoppelt in einer zusätzlichen Wanne 29 (vgl. Fig. 1) gelagert. Die Wanne 29 verhindert ein Auslaufen von Öl oder Kühlwasser auf die darunter liegende Steuereinheit. Eine umlaufende obere Verbindungsstrebe 27 dient als oberer Abschluss des Gestells 2. Untere Auflagepunkte 28 dienen zur Montage und zum Ausgleich von Unebenheiten der Auflagefläche, bspw. des Bodens 8.
Zusätzlich zur äußeren Umhüllung 6 sind am Gestell 2 Abdeckungen 30 in Form von beschichteten Platten angebracht, mittels derer die Motor-Generator-Einheit 4 verschalt ist. Die Abdeckungen 30 können als Holz-, Kunststoff- oder Blechplatten ausgeführt sein, die vorzugsweise jeweils eine zusätzliche Dämmschicht aufweisen. Die äußeren Schallpegel können auf diese Weise auf Werte im Bereich von ca. 50 Dezibel reduziert werden.
Fig. 4 zeigt einen Querschnitt durch die Umhüllung 6 und verdeutlicht deren Aufbau aus mehreren Hüllensegmenten 70, die an ihren Seitenkanten miteinander verbunden und gegebenenfalls durch wenigstens einen Spannriemen 71 (vgl. Fig. 2) gegeneinander verspannt sind. Die Verbindungsstellen zwischen den einzelnen Hüllensegmenten 70 können wahlweise verklebt oder mittels Steckverbindungen (vgl. Fig. 8 und 9) aneinander gefügt sein. Das Hüllensegment 70, in dem sich die Konsole 49 befindet, bleibt bei einer Demontage einzelner Hüllensegmente 70 stehen, sofern die Leitungsverbindungen nicht abgetrennt werden. Dies ist in der Regel bei einer normalen Wartung oder bei einer Reparatur nicht der Fall. Das Hüllensegment 70 bzw. der Deckel 10 mit der darin befindlichen Steuerkonsole 12 bzw. der Anzeigeeinrichtung 14 kann leichter demontiert werden, wenn die Steuerkonsole 12 bzw. die Anzeigeeinrichtung jeweils über leicht lösbare Steckverbindungen verfügen, die eine schnelle Trennung von der übrigen Peripherie, d. h. von der Motor-Generator-Einheit 4 bzw. von der zentralen Steuereinheit 50 ermöglichen.
Fig. 5 zeigt in einem schematischen Detailausschnitt den mehrschichtigen Aufbau der Umhüllung 6, die aus einer mittleren Schicht 63 aus Kunststoff- oder Metallschaum, einer äußeren Schicht 61 aus Kunststoff- oder Metallfolie oder -blech und einer inneren Schicht 64 aus Schaumstoff besteht. Die mittlere Schicht 63 kann bspw. aus PUR-Schaum oder aus geschäumtem Aluminium bestehen und eine Dicke von ca. 100 mm aufweisen. Die äußere Schicht 61 dient unter anderem zur optischen Verkleidung der mittleren Schaumschicht und weist vorzugsweise eine Stärke zwischen 0,2 und 1,5 mm auf.
Die innere Schicht 64 kann zur besseren Schalldämmung eine schallbrechende Oberflächenstruktur aufweisen, bspw. eine sogenannte Spitznoppenstruktur mit einer Vielzahl von Spitznoppen 66. Die Stärke der inneren Schicht 64 beträgt vorzugsweise zwischen 30 und 80 mm. Als innere Schicht 64 kommt vorzugsweise ein relativ weicher Schaumstoff in Frage.
Die innere Schicht 64 kann in einer ersten Ausführungsform Bestandteil der mittleren Schicht 63 sein, die in diesem Fall mit der schallbrechenden Spitznoppenstruktur in einer entsprechend konturierten Form geschäumt wird. Alternativ kann die innere Schicht 64 aus weichem Schaumstoff bestehen und bspw. mit der Innenmantelfläche 65 der mittleren Schicht 53 verklebt sein. Eine alternative oder zusätzliche Befestigungsmöglichkeit besteht darin, die innere Schicht 64 mittels Klammern oder Stiften 68 an der mittleren Schicht 63 zu befestigen. Ein solcher Stift 68 ist in Fig. 5 erkennbar. Eine Vielzahl solcher Stifte 68 können in die fertig geschäumte mittlere Schicht 63 gedrückt werden. Es besteht auch die Möglichkeit, die Stifte 68 in die Form einzulegen, so dass sie nach dem Schäumen fest in der mittleren Schicht 63 verankert sind.
Ein Berührkontakt zwischen den Spitznoppen 66 und Teilen des Gestells 2 beeinträchtigt nicht die schalldämmende Wirkung der Umhüllung, sondern dient aufgrund der dadurch erreichten Stützwirkung sogar deren Stabilität.
Fig. 6 zeigt eine Seitenansicht des Deckels 10, der vorzugsweise die gleiche Schichtstruktur aufweist wie die Umhüllung 6, d. h. eine mittlere Schicht 63 aus geschäumten Kunststoff oder Leichtmetall, eine äußere Schicht 61 aus Kunststoff- oder Metallfolie oder -blech, sowie eine innere Schicht 64 aus Weichschaumstoff mit Spitznoppenstruktur. Der äußere Deckelrand 73 ist stufenförmig gestaltet um eine dichtende Passung des Deckels 10 auf der oberen Stirnfläche 72 der Umhüllung 6 gewährleisten zu können.
Fig. 7 verdeutlicht in einer schematischen Draufsicht eine alternative Ausgestaltung des Deckels 10, der in diesem Fall aus zwei gleich großen Deckelsegmenten 101 besteht. Der Deckel 10 kann ein- oder mehrteilig ausgeführt sein, wobei eine mehrteilige Ausführung in erster Linie der leichteren Handhabbarkeit dient. Die Stufe im Deckelrand 73 ist durch die unterbrochene Linie angedeutet.
In weiteren Detailansichten sind beispielhafte Ausgestaltungen einer Verbindungsstelle zwischen zwei Hüllensegmenten 70 dargestellt, die einen stufenartigen Übergang (Fig. 8), eine Nut-Feder-Verbindung oder beispielsweise eine Schwalbenschwanz- Verbindung (Fig. 9) aufweisen kann.
Fig. 10 zeigt in einer Schemadarstellung eine beispielhafte Gestaltung des Sockelrahmens 69 zur Abstützung der Umhüllung 6. Der Sockelrahmen 69 kann wahlweise einen L- oder U-förmigen Querschnitt aufweisen und besteht vorzugsweise aus Metall oder Kunststoff. Gegebenenfalls kann der Sockelrahmen 69 auch entfallen. Die Umhüllung 6 steht in diesem Fall mit ihrer unteren Stirnfläche am Boden 8.
Anhand der Fig. 11 sind drei alternative Ausgestaltungen der schalldämmenden Umhüllung verdeutlicht. Die linke Darstellung zeigt einen horizontal auf der oberen Stirnfläche 72 der Umhüllung aufliegenden Deckel 10. Die mittlere Darstellung zeigt einen Deckel 10, der einen horizontalen Abschnitt sowie einen leicht geneigten Abschnitt aufweist. Die rechte Darstellung zeigt einen geneigten Deckel 10, der eine plane Oberfläche aufweist. Die beiden rechten Darstellungen mit der pultartig angeschrägten oberen Deckelfläche eignen sich besonders zum Einbau der Steuerkonsole 12 sowie der Anzeigeeinrichtung 14 im Deckel 10 anstatt in der Außenmantelfläche 62 der Umhüllung 6.
Die Umhüllung 6 kann die im Ausführungsbeispiel gezeigte hohlzylindrische Struktur aufweisen. Sie kann jedoch auch eine hohlkugelförmige oder eine Struktur mit fünf-, sieben- oder mehreckigem Grundriss aufweisen. Wichtig dabei ist, dass die Seitenwände der Umhüllung nicht zueinander parallel sind, so dass die Ausbildung von stehenden Wellen optimal verhindert werden kann. Auf diese Weise werden Resonanzschwingungen durch stehende Luftschallwellen wirksam verhindert. Die pultartige Gestaltung des Deckels 10 kann diese Struktur noch weiter optimieren, da auf diese Weise auch der Boden, auf dem das Blockheizkraftwerk ruht und der Deckel nicht mehr parallel zueinander stehen. Die Körperschallschwingungen werden durch die entkoppelte Anordnung des Tragegestells 2 bzw. der in selbsttragender Struktur angeordneten Motor-Generator-Einheit 4 und Wärmetauschereinheit 43 und der Umhüllung 6 wirksam gedämpft.

Claims

1. Blockheizkraftwerk, insbesondere in Kraft-Wärme-Koppelung geschaltetes Kleinkraftwerk, mit einer Motor-Generator-Einheit (4) sowie einer Wärmetauschereinheit (43), die in bzw. auf einem Tragegestell (2) angeordnet bzw. aufgehängt sind, und mit einer separaten, vom Tragegestell (2) entkoppelten und selbsttragenden Umhüllung (6) zur Schallisolierung des Blockheizkraftwerks (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung (6) keine zueinander parallelen Seitenwände aufweist.

2. Blockheizkraftwerk, insbesondere in Kraft-Wärme-Koppelung geschaltetes Kleinkraftwerk, mit einer Motor-Generator-Einheit (4) sowie einer Wärmetauschereinheit (43), die in selbsttragender Struktur miteinander verbunden sind, und mit einer separaten, von der selbsttragenden Struktur aus Motor-Generator-Einheit (4) und Wärmetauschereinheit (43) entkoppelten und selbsttragenden Umhüllung (6) zur Schallisolierung des Blockheizkraftwerks (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung (6) keine zueinander parallelen Seitenwände aufweist.

3. Blockheizkraftwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Motor-Generator-Einheit (4) und die Wärmetauschereinheit (43) von der Umhüllung (6) allseitig umschlossen sind.

4. Blockheizkraftwerk nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet durch eine auf festem Untergrund bzw. auf dem Boden (8) stehende hohlzylindrische Umhüllung (6).

5. Blockheizkraftwerk nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet durch eine hohlkugelförmige Umhüllung (6).

6. Blockheizkraftwerk Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet durch eine fünf-, sechs-, sieben-, acht- oder mehreckige Umhüllung (6).

7. Blockheizkraftwerk nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung (6) schalldämmendes und/oder -isolierendes Material aufweist.

8. Blockheizkraftwerk nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung (6) eine Schaumstruktur aufweist.

9. Blockheizkraftwerk nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung (6) Kunststoffschaum aufweist.

10. Blockheizkraftwerk nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung (6) Polyurethan-Schaum (PUR) aufweist.

11. Blockheizkraftwerk nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung (6) Metallschaum aufweist.

12. Blockheizkraftwerk nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung (6) geschäumtes Aluminium aufweist.

13. Blockheizkraftwerk nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen mehrschichtigen Aufbau der Umhüllung (6).

14. Blockheizkraftwerk nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine äußere Schicht (61) der Umhüllung (6) aus geschlossenporigem Material.

15. Blockheizkraftwerk nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch eine äußere Schicht (61) der Umhüllung (6) aus Metall.

16. Blockheizkraftwerk nach Anspruch 14 oder 15, gekennzeichnet durch eine äußere Schicht (61) der Umhüllung (6) aus Aluminium- oder Edelstahlblech oder Aluminium- oder Edelstahlfolie.

17. Blockheizkraftwerk nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch eine äußere Schicht (61) der Umhüllung (6) aus Kunststoff.

18. Blockheizkraftwerk nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch eine äußere Schicht (61) der Umhüllung (6) aus Kunststofffolie oder Kunstleder.

19. Blockheizkraftwerk nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Innenmantelfläche (65) der Umhüllung (6) mit schallbrechender Konturierung.

20. Blockheizkraftwerk nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Innenmantelfläche (65) der Umhüllung (6) mit einer Spitznoppenstruktur.

21. Blockheizkraftwerk nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass eine innere Schicht (64) mit Spitznoppenstruktur eine von der wenigstens einen weiteren Schicht (61, 63) getrennte Schicht ist.

22. Blockheizkraftwerk nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Schicht (64) mit Spitznoppenstruktur ein auf die Umhüllung (6) aufgeklebter Schaumstoff (67) ist.

23. Blockheizkraftwerk nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass nach innen ragende Stifte (68) in der mittleren Schicht (63) der Umhüllung (6) vorgesehen sind, mittels derer die innere Schicht (64) an der mittleren Schicht (63) befestigt ist.

24. Blockheizkraftwerk nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung (6) auf einem Sockelrahmen (69) ruht.

25. Blockheizkraftwerk nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Sockelrahmen (69) ein auf dem Boden (8) liegender oder befestigter Ring aus Metall oder Kunststoff ist.

26. Blockheizkraftwerk nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring des Sockelrahmens (69) einen L-förmigen oder U-förmigen Querschnitt aufweist.

27. Blockheizkraftwerk nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Umhüllung (6) in berührendem Kontakt mit dem Tragegestell (2) bzw. mit der selbsttragenden Struktur aus Motor-Generator-Einheit (4) und Wärmetauschereinheit (43) befindet.

28. Blockheizkraftwerk nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine mehrteilige Umhüllung (6).

29. Blockheizkraftwerk nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung (6) wenigstens zwei Hüllensegmente (70) aufweist.

30. Blockheizkraftwerk nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Hüllensegmente (70) der Umhüllung (6) miteinander verklebt sind.

31. Blockheizkraftwerk nach Anspruch 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Hüllensegmente (70) der Umhüllung (6) ineinander gesteckt bzw. ineinander geklemmt sind.

32. Blockheizkraftwerk nach einem der Ansprüche 29 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Hüllensegmente (70) der Umhüllung (6) mittels Spannriemen (71) bzw. mittels wenigstens einem Spanngurt gegeneinander verspannt sind.

33. Blockheizkraftwerk nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen auf einer oberen Stirnfläche (72) der Umhüllung (6) aufliegenden Deckel (10).

34. Blockheizkraftwerk nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (10) wenigstens zwei Deckelsegmente (101) aufweist.

35. Blockheizkraftwerk nach Anspruch 33 oder 34, gekennzeichnet durch eine pultartige Gestalt der Umhüllung (6) mit schräg zur Außenmantelfläche (62) der Umhüllung (6) angeordnetem Deckel (10).

36. Blockheizkraftwerk nach einem der Ansprüche 33 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (10) einen gleichartigen, ggf. mehrschichtigen Aufbau aufweist wie die Umhüllung (6).

37. Blockheizkraftwerk nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Zerlegbarkeit der Umhüllung (6).

38. Blockheizkraftwerk nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine von außen zugängliche bzw. bedienbare Steuerkonsole (12) und/oder Anzeigeeinrichtung (14) an einer Außenfläche (62) der Umhüllung (6).

39. Blockheizkraftwerk nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerkonsole (12) bzw. die Anzeigeneinrichtung (14) an der zylindrischen Außenmantelfläche (62) der Umhüllung (6) angeordnet ist.

40. Blockheizkraftwerk nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerkonsole (12) bzw. die Anzeigeneinrichtung (14) im - ggf. pultartig geneigten - Deckel (10) angeordnet ist.

41. Blockheizkraftwerk nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Konsole (49) zur Durchführung von Leitungen (44, 45, 46, 47, 48) an der Außenmantelfläche (62) der Umhüllung (6).

42. Blockheizkraftwerk nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, dass die Konsole (49) ein Versteifungsblech aufweist.

43. Blockheizkraftwerk nach Anspruch 41 oder 42, dadurch gekennzeichnet, dass die Konsole (49) in einem unteren Bereich der Außenmantelfläche (62) der Umhüllung (6) angeordnet ist.

44. Blockheizkraftwerk nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein gerüstartiges Tragegestell (2).

45. Blockheizkraftwerk nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine vibrationsgedämpfte Lagerung der Motor-Generator-Einheit (4) auf dem Tragegestell (2).

46. Blockheizkraftwerk nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen rechteckigen oder quadratischen Grundriss des Tragegestells (2).

47. Blockheizkraftwerk nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen kreisringförmigen Grundriss des Tragegestells (2).

48. Blockheizkraftwerk nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Motor-Generator-Einheit (4) mittels am Tragegestell (2) befestigter Abdeckungen (30) zusätzlich schallgedämpft ist.

49. Blockheizkraftwerk nach Anspruch 48, gekennzeichnet durch am Tragegestell (2) angebrachte Abdeckungen (30) aus Holz-, Kunststoff- oder Blechplatten zur Abschirmung der Motor-Generator-Einheit (4).

50. Blockheizkraftwerk nach Anspruch 48 oder 49, gekennzeichnet durch eine zusätzliche Dämpfungsschicht auf den Abdeckungen (30).

51. Blockheizkraftwerk nach einem der Ansprüche 48 bis 50, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Dämpfungsschicht Schaumstoff aufweist.