EP2394036A1 - Stationäre brennkraftmaschine - Google Patents

Stationäre brennkraftmaschine

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Publication number
EP2394036A1
EP2394036A1 EP10705782A EP10705782A EP2394036A1 EP 2394036 A1 EP2394036 A1 EP 2394036A1 EP 10705782 A EP10705782 A EP 10705782A EP 10705782 A EP10705782 A EP 10705782A EP 2394036 A1 EP2394036 A1 EP 2394036A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
combustion engine
internal combustion
module
compression device
rotary compressor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP10705782A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Guggenberger
Markus Haidn
Johann Klausner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Innio Jenbacher GmbH and Co OG
Original Assignee
GE Jenbacher GmbH and Co OHG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GE Jenbacher GmbH and Co OHG filed Critical GE Jenbacher GmbH and Co OHG
Publication of EP2394036A1 publication Critical patent/EP2394036A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/013—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust with exhaust-driven pumps arranged in series
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/004—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust with exhaust drives arranged in series
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the invention relates to a stationary internal combustion engine comprising an internal combustion engine and at least one compression device.
  • Stationary internal combustion engines are e.g. used to drive a generator for the production of electric power.
  • a fuel / air mixture is burned in combustion chambers of the internal combustion engine. Due to the volumetric expansion of the combusted fuel / air mixture, a piston is moved in a cylinder, whose stroke is converted into a rotational movement.
  • a coupled generator converts this mechanical energy into electricity.
  • To increase the performance of compressors are usually provided. With these air is compressed, i. brought to a higher pressure before the supply of air into the combustion chamber.
  • gas engines i. Engines in which a gaseous fuel (propellant gas) is burned, often takes place a so-called mixture charging. Not pure air but a fuel / air mixture is compressed before it is introduced into the combustion chamber of the internal combustion engine.
  • a disadvantage of the prior art is the fact that compressing devices on stationary internal combustion engines are subject to high wear and consequently have a short service life.
  • Object of the present invention is therefore to provide a stationary internal combustion engine of the type mentioned, in which the problems described above are reduced.
  • the compacting device may e.g. about a separate element, which from the
  • Combustion engine and / or the compression device is vibration decoupled, be connected to the engine.
  • the vibration decoupling may be due to one or more vibration damping (s) Element (s) take place.
  • s vibration damping
  • the transmission of vibrations from the internal combustion engine to the compression device is reduced even more.
  • Vibration decoupling means that only a small part of the natural vibration of the internal combustion engine is transmitted to the compression device.
  • the maximum amplitude of the oscillation is attenuated by at least 80%, preferably by at least 90%.
  • compensators come into consideration as vibration decouplers.
  • intermediate damping layers e.g. Elastomer interlayers and / or resilient intermediate layers and / or compensators between internal combustion engine and compression device introduced.
  • the separate element is composed of at least two modules which are releasably secured together.
  • the vibration decoupling can be introduced via the connection mechanism between the separate element and the internal combustion engine.
  • the only direct connection between the compression device and the internal combustion engine takes place via a line which leads the compressed fluid of the compression device to the internal combustion engine.
  • a vibration damping element such as a compensator, is arranged.
  • the at least one compression device is a rotary compressor. For example, this is driven by an exhaust gas turbine.
  • a first module of the separate element is connected to the at least one compression device and that a further module has a cooling device.
  • the first module is connected to a second rotary compressor, the first and the second rotary compressor having a common axis of rotation.
  • the two rotary compressors are arranged symmetrically on the module, for example via a mirror symmetry plane.
  • the invention relates to a so-called multi-stage charging.
  • a first compressor the so-called low pressure compressor, air or a fuel / air mixture is compressed, then this (s) is usually cooled and finally fed to a second, the so-called high pressure compressor.
  • the high pressure compressor now the final compression to the desired pressure, which can be over 6 bar in multi-stage charges.
  • a second cooling step now takes place the injection of the propellant gas mixture or the air into the combustion chamber of the internal combustion engine.
  • a third module may be provided, which is connected to a rotary compressor.
  • this module is formed separately from the first two modules, but releasably connectable with these.
  • each cylinder bank is assigned its own compression device or its own exhaust gas turbine.
  • each cylinder bank is assigned its own compression device or its own exhaust gas turbine.
  • two rotary compressors are connected in series, it has proven to be favorable in a particularly preferred embodiment, if a parallel to the axis of rotation of the rotary compressor connected to the third module substantially perpendicular to the axis of rotation the at least one rotary compressor, which is connected to the first module, is arranged.
  • the third module is connected to a further rotary compressor whose axis of rotation is arranged substantially parallel to the axis of rotation of the first rotary compressor, which is connected to on the third module.
  • first compression device on the first module and the first compression device on the third module and the second compression device on the first module and the second compression device on the third module are each connected in series.
  • a further cooling device preferably provided on a separate module.
  • the invention relates to an element of the aforementioned type for an internal combustion engine.
  • Fig. 1 is a schematic overview view in side view of a stationary
  • FIG. 2a, 2b show two schematic views of a separate invention
  • FIG. 3a, 3b a modified embodiment of FIG. 2a and 2b.
  • FIG. 1 an internal combustion engine according to the invention is shown schematically in a side view.
  • This has an internal combustion engine 1 with two cylinder banks in a V-arrangement, wherein the front eight cylinders 29a to 29h are recognizable.
  • a total of four compression devices 2, 2 ', 3, 3' are provided, wherein a first compression device 2 (hidden by the exhaust gas turbine 23) and a second compression device 3 can be seen, which are connected in series.
  • the two compression devices 2 ', 3' which are also connected in series with one another (but parallel to the compression devices 2, 3), are concealed and only shown in the following FIGS. 2a and 2b.
  • the first module (deflection module) 35 is connected to two compression devices 3, 3 'in a vibration-decoupled manner, these compression devices 3, 3' having parallel axes of rotation b, b '.
  • the first compression means 3, 3 '(low-pressure compressor) the propellant gas / air mixture is first compressed. Subsequently, the now pre-compressed mixture is guided via line 25 into the interior of the module 35 and deflected there. From the first module 35, the gas mixture is supplied to the underlying second module 34, which has a cooling device.
  • the mixture flows through the second module 34 to the central module 33, from where it flows laterally into the compression devices 2, 2 ', the so-called high-pressure compressors (the two high-pressure compressors 2, 2' are also vibration-decoupled via compensators 43, 43 'to the separate module 10 ).
  • the compression of the mixture to the final pressure.
  • the next station is the module 32, which has another mixture cooler for cooling the mixture. From the module 32 is now a diversion into the central module 33, from where the actual supply to the engine 1 via the line 27 takes place.
  • a throttle device 11 such as a Throttle be provided in order to make a quantitative regulation of the amount of mixture flowing through.
  • the mixture now flows on to the cylinders 29 where the combustion takes place.
  • the compensator 44 can be seen particularly clearly, which causes a vibration decoupling between the internal combustion engine 1 and separate element 10.
  • Internal combustion engine 1 and optionally the element 10 are arranged on a damper rubber 45, 46.
  • the combusted gas mixture is directed into the exhaust manifold 6, from where the exhaust gas is directed to the turbines 24, 24 ', which drive the compression devices 2, 2'.
  • the exhaust gas is passed on to the second exhaust gas turbine 23, 23 'which in turn drive the compression devices 3, 3'.
  • the emission of the exhaust gas takes place via an exhaust emission system 5.
  • the lines 7, T and 8, 8 ' which are bypass lines.
  • FIGS. 2 a and 2 b show schematized views of the modules 31 - 35 of the separate element 10 of FIG. 1.
  • FIG. 2 a shows the view along the viewing direction A
  • FIG. 2 b shows a view along the viewing direction according to FIG. 1.
  • the element 10 is constructed of the modules 31 to 35 releasably fastened together. The attachment of the individual modules with each other, for example via (not shown) gradverbingungen done.
  • the central module 33 is connected to two high-pressure compression devices 2, 2 'whose axes of rotation a, a' coincide.
  • a parallel of the axes of rotation a, a ' is arranged perpendicular to the axes of rotation b, b' of the compressors 3, 3 '.
  • the high-pressure compressor 2, 2 ' are driven by exhaust gas turbines 24, 24'.
  • a module 34 is arranged, which carries a cooling device.
  • a further module 35 is arranged, on which two further compression devices 3, 3 'are arranged. These are the low-pressure compressors, which are also driven by compression devices 23, 23 '. In the compression devices 3, 3 'now flows uncompressed fuel / air mixture and is compressed in the low pressure compressor. From there, the mixture flows through the module 35 to the first mixture cooler, which is arranged in the module 34.
  • FIG. 2b now shows the side view. Again, the gas flow from the uncompensated fuel / air mixture on the low-pressure compressor 3 to the module 35 and from there to the module 34 with mixture cooler can be seen. From there, the gas mixture flows to the central module 33, where a deflection of the mixture takes place. The gas mixture flows perpendicular to the image plane out of the image plane or into the image plane into the respective high-pressure compressor 2, 2 '. From there, the diversion takes place via the lines 30, 30 ', which are not shown for the sake of clarity, to the module 31, where an opening can be seen. From there, the mixture flows through the module 32 with mixture cooler and back into the central module 33, where a deflection takes place. Finally, the mixture flows in the direction of the internal combustion engine 1, wherein a throttle valve 11 is still provided.
  • the central module 33 has several functions. On the one hand, it is connected to the two compression devices 2, 2 '. In addition, it has two chambers 33 ', 33' separated by the baffle 38, the low-density gas flowing through the first chamber 33 'and the highly compressed gas flowing through the second chamber 33 " Compressors 2, 2 'and once to the internal combustion engine 1. Finally, it carries the throttle device 11.
  • the module 31 rests on the base 22 of the internal combustion engine and there is vibration-decoupled secured by damping layers. Again, a releasable attachment is provided.
  • the modules 31-35 can individually if necessary be replaced.
  • the internal combustion engine 1 also sits on the base 22.
  • a damping layer 46 decouples vibrations to the element 10.
  • the axes of rotation a, a 'of the compression devices 2', 2 coincide in this example.
  • the axes of rotation b, b 'of the compression means 3, 3' are substantially parallel.
  • parallel to the axes of rotation b, b 'of the compression means 3, 3' perpendicular to the axis of rotation a, a 'of the compression means 2, 2'.
  • the inventively provided separate element 10 is vibration decoupled from the internal combustion engine 1.
  • Internal combustion engine 1 and separate element 10 are arranged on a base 22.
  • the separate element 10 can now be applied to the base part 22 in a vibration-decoupled manner by the internal combustion engine (not shown).
  • FIGS. 3a and 3b show an alternative embodiment of the example of FIG. 1b, so that the same components as in FIGS. 1, 2a and 2b have the same reference numerals.
  • the essential difference from the previous example is that no second compression device 2, 2 'is provided. The sole compression takes place via the first compression devices 3 and 3 '.
  • the central module 33 is modified by the baffle wall being offset between the two chambers, so that a deflection in the other direction takes place and the line 27 is supplied directly with the mixture.
  • the elements 31, 32 can be exchanged for a simple base or foot or dummy modules 31 ', 32'.
  • 24 ' can be converted to a simple compression (see Fig. 3a and 3b).

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Abstract

Stationäre Brennkraftmaschine, umfassend einen Verbrennungsmotor (1) und zumindest eine Verdichtungseinrichtung (2, 2', 3, 3'), wobei der Verbrennungsmotor (1) und die wenigstens eine Verdichtungseinrichtung (2, 2', 3, 3') schwingungsentkoppelt miteinander verbunden sind.

Description

Stationäre Brennkraftmaschine
Die Erfindung betrifft eine stationäre Brennkraftmaschine, umfassend einen Verbrennungsmotor und zumindest eine Verdichtungseinrichtung.
Stationäre Brennkraftmaschinen werden z.B. zum Antreiben eines Generators für die Erzeugung von elektrischem Strom eingesetzt. Dazu wird in Brennräumen der Brennkraftmaschine ein Treibstoff-/Luftgemisch verbrannt. Durch die volumetrische Expansion des verbrannten Treibstoff-/Luftgemischs wird in einem Zylinder ein Kolben bewegt, dessen Hubbewegung in eine Rotationsbewegung umgewandelt wird. Ein angekoppelter Generator wandelt diese mechanische Energie in elektrischen Strom um. Zur Leistungssteigerung sind in der Regel Verdichtungseinrichtungen vorgesehen. Mit diesen wird Luft verdichtet, d.h. auf einen höheren Druck gebracht, bevor die Speisung der Luft in den Brennraum erfolgt. Bei Gasmotoren, d.h. Motoren bei denen ein gasförmiger Treibstoff (Treibgas) verbrannt wird, erfolgt häufig eine sogenannte Gemischaufladung. Dabei wird nicht reine Luft sondern ein Treibstoff-/Luftgemisch verdichtet, bevor dieses in den Brennraum des Verbrennungsmotors eingeleitet wird.
Nachteilig am Stand der Technik ist der Umstand, dass Verdichtungseinrichtungen an stationären Brennkraftmaschinen einem hohen Verschleiß unterliegen und folglich eine geringe Lebensdauer aufweisen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine stationäre Brennkraftmaschine der eingangs genannten Gattung bereit zu stellen, bei der die zuvor beschriebenen Probleme vermindert sind.
Diese Aufgabe wird bei einer stationären Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art gelöst, indem der Verbrennungsmotor und die Verdichtungseinrichtung schwingungsentkoppelt miteinander verbunden sind.
Die Verdichtungseinrichtung kann z.B. über ein gesondertes Element, welches vom
Verbrennungsmotor und/oder der Verdichtungseinrichtung schwingungsentkoppelt ist, mit dem Verbrennungsmotor verbunden sein. Beispielsweise kann die Schwingungsentkoppelung durch ein oder mehrere schwingungsdämpfende(s) Element(e) erfolgen. Durch das Zwischenschalten eines gesonderten Elements wird die Übertragung von Schwingungen vom Verbrennungsmotor auf die Verdichtungseinrichtung noch mehr verringert.
Durch die Schwingungsentkoppelung, die auch als Schwingungsisolierung bezeichnet wird, werden die Schwingungen, die in der Verdichtungseinrichtung auftreten, nicht noch zusätzlich auf den ohnehin schon stark schwingungsbelasteten Verbrennungsmotor übertragen. Schwingungsentkopplung bedeutet, dass nur ein geringer Teil der Eigenschwingung des Verbrennungsmotors auf die Verdichtungseinrichtung übertragen wird. Im Idealfall wird die maximale Amplitude der Schwingung um mindestens 80%, vorzugsweise um mindestens 90%, gedämpft. Als Schwingungsentkoppler kommen dabei beispielsweise Kompensatoren in Frage. Typischerweise werden zur Schwingungsentkoppelung dämpfende Zwischenschichten, wie z.B. Elastomerzwischenschichten und/oder federnde Zwischenschichten und/oder Kompensatoren zwischen Verbrennungsmotor und Verdichtungseinrichtung eingebracht.
In einer bevorzugten Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass das gesonderte Element aus wenigstens zwei Modulen aufgebaut ist, die lösbar miteinander befestigt sind. Auf diese Art kann nicht nur eine Schwingungsentkoppelung zwischen Verbrennungsmotor und Verdichtungseinrichtung erfolgen, sondern es ist auch möglich einzelne Teile, wie z.B. die Verdichtungseinrichtung(-en) oder Kühleinrichtung(en) auszutauschen bzw. abzuändern. Die Schwingungsentkopplung kann dabei über den Verbindungsmechanismus zwischen gesondertem Element und Verbrennungsmotor eingebracht werden.
In einer Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass die einzige direkte Verbindung zwischen Verdichtungseinrichtung und Verbrennungsmotor über eine Leitung erfolgt, die das verdichtete Fluid der Verdichtungseinrichtung zum Verbrennungsmotor führt. Günstigerweise ist dabei vorgesehen, dass in dieser Verbindung ein schwingungsdämpfendes Element, wie beispielsweise ein Kompensator, angeordnet ist. In einer Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass die zumindest eine Verdichtungseinrichtung ein Rotationsverdichter ist. Beispielsweise wird dieser über eine Abgasturbine angetrieben.
Um die Flexibilität zu erhöhen, kann weiters vorgesehen sein, dass ein erstes Modul des gesonderten Elements mit der wenigstens einen Verdichtungseinrichtung verbunden ist und dass ein weiteres Modul eine Kühleinrichtung aufweist.
Um einer unsymmetrischen Belastung der Module vorzubeugen, kann vorgesehen sein, dass das erste Modul mit einem zweiten Rotationsverdichter verbunden ist, wobei der erste und der zweite Rotationsverdichter eine gemeinsame Rotationsachse aufweisen. Idealerweise sind die beiden Rotationsverdichtern symmetrisch am Modul angeordnet, beispielsweise über eine Spiegelsymmetrieebene.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel bezieht sich die Erfindung auf eine sogenannte mehrstufige Aufladung Das bedeutet, dass wenigstens zwei Verdichtungseinrichtungen seriell geschaltet sind. In einem ersten Verdichter, dem sogenannten Niederdruckverdichter, wird Luft bzw. ein Treibstoff-/Luftgemisch verdichtet, anschließend wird diese(s) in der Regel gekühlt und schließlich einem zweiten, dem sogenannten Hochdruckverdichter zugeführt. Im Hochdruckverdichter erfolgt nun die endgültige Verdichtung auf den gewünschten Druck, der bei mehrstufigen Aufladungen auch über 6 bar betragen kann. Nach einem regelmäßig vorgesehenen zweiten Kühlschritt erfolgt nunmehr die Einblasung des Treibgasluftgemisches bzw. der Luft in den Brennraum des Verbrennungsmotors. Falls nun eine mehrstufige Aufladung vorgesehen ist, kann ein drittes Modul vorgesehen sein, welches mit einem Rotationsverdichter verbunden ist. Vorzugsweise ist dieses Modul von den ersten beiden Modulen getrennt ausgebildet, mit diesen aber lösbar verbindbar.
Bei Großmotoren mit z.B. zwei Zylinderbänken in V-Anordnung kann vorgesehen sein, dass jeder Zylinderbank eine eigene Verdichtungseinrichtung bzw. eine eigene Abgasturbine zugeordnet sind. Wenn nun zwei Rotationsverdichter in Serie geschaltet sind, hat es sich in einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante als günstig erwiesen, wenn eine parallele zur Rotationsachse des mit dem dritten Modul verbundenen Rotationsverdichters im Wesentlichen rechtwinkelig zur Rotationsachse des wenigstens einen Rotationsverdichters, der mit dem ersten Modul verbunden ist, angeordnet ist. Idealerweise ist dabei vorgesehen, dass das dritte Modul einem weiteren Rotationsverdichter verbunden ist, dessen Rotationsachse im Wesentlichen parallel zur Rotationsachse des ersten Rotationsverdichters, der mit auf dem dritten Modul verbunden ist, angeordnet ist.
In einer Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass die erste Verdichtungseinrichtung an dem ersten Modul und die erste Verdichtungseinrichtung an dem dritten Modul sowie die zweite Verdichtungseinrichtung an dem ersten Modul und die zweite Verdichtungseinrichtung an dem dritten Modul jeweils in Serie geschaltet sind.
In einer weiteren Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass eine weitere Kühleinrichtung, vorzugsweise auf einem gesonderten Modul vorgesehen ist.
In einem Aspekt betrifft die Erfindung ein Element der vorgenannten Art für eine Brennkraftmaschine.
Weitere Vorteile und Details der Erfindung werden anhand der folgenden Figuren sowie Figurenbeschreibungen erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 eine schematische Übersichtsdarstellung in Seitenansicht einer stationären
Brennkraftmaschine gemäß der Erfindung, Fig. 2a, 2b zwei schematische Ansichten eines erfindungsgemäßen gesonderten
Elements und Fig. 3a, 3b eine abgeänderte Ausführungsvariante gemäß Fig. 2a und 2b.
In Fig. 1 ist schematisch in einer Seitenansicht eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine dargestellt. Diese weist einen Verbrennungsmotor 1 mit zwei Zylinderbänken in V-Anordnung auf, wobei die vorderen acht Zylinder 29a bis 29h erkennbar sind. Weiters sind insgesamt vier Verdichtungseinrichtungen 2, 2', 3, 3' vorgesehen, wobei ein erste Verdichtungseinrichtung 2 (verdeckt von der Abgasturbine 23) und eine zweite Verdichtungseinrichtung 3 erkennbar sind, die in Serie geschalten sind. Die beiden ebenfalls in Serie zueinander (aber parallel zu den Verdichtungseinrichtungen 2, 3) geschalteten Verdichtungseinrichtungen 2', 3' sind verdeckt und erst in den nachfolgenden Figuren 2a und 2b dargestellt.
Im Betrieb wird über ein Luftfilter 4 Luft (Pfeile) angesaugt und über Rohre 22 zu einem Gasmischer 21 geleitet. Im Gasmischer 9 wird über eine Treibgaszufuhrleitung 9 zugeführtes Treibgas mit der Luft vermischt und weitergeleitet zu den Verdichtungseinrichtungen 3, 31 die schwingungsentkoppelt zum Verbrennungsmotor 1 sind. Zu diesem Zweck sind die Kompensatoren 41 , 41' vorgesehen. Von den Verdichtungseinrichtungen 3, 3' führt das nunmehr verdichtete Gemisch über die Leitungen 25, 25', in denen ebenfalls Kompensatoren 42, 42' (siehe Fig. 2a und 2b) zur Schwingungsentkopplung vorgesehen sind, zum gesonderten Element 10. Das gesonderte Element 10 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel modular ausgebildet und umfasst die Module 31 bis 35 die im Folgenden auch unter Zuhilfenahme der Fig. 2a und 2b näher erläutert werden. Das erste Modul (Umlenkmodul) 35 ist mit zwei Verdichtungseinrichtungen 3, 3' schwingungsentkoppelt verbunden, wobei diese Verdichtungseinrichtungen 3, 3' parallele Drehachsen b, b' aufweisen. In den ersten Verdichtungseinrichtungen 3, 3' (Niederdruckverdichter) wird das Treibgas- /Luftgemisch erstmals verdichtet. Anschließend wird das nunmehr vorverdichtete Gemisch über die Leitung 25 in das Innere des Moduls 35 geführt und dort umgelenkt. Vom ersten Modul 35 wird das Gasgemisch dem darunterliegenden zweiten Modul 34 zugeführt, welches eine Kühleinrichtung aufweist. Das Gemisch strömt durch das zweite Modul 34 zum Zentralmodul 33, von wo es seitlich in die Verdichtungseinrichtungen 2, 2', den sogenannten Hochdruckverdichtern, strömt (auch die beiden Hochdruckverdichter 2, 2' sind über Kompensatoren 43, 43' schwingungsentkoppelt zum gesonderten Modul 10). Dort erfolgt die Verdichtung des Gemischs auf den Enddruck. Über die Leitungen 30, 30' strömt das verdichtete Gasgemisch zum Umlenkmodul 31 , in dem der Gasstrom erneut umgelenkt wird. Die nächste Station ist das Modul 32, das einen weiteren Gemischkühler zur Kühlung des Gemischs aufweist. Vom Modul 32 erfolgt nun eine Umleitung in das Zentralmodul 33, von wo aus die eigentliche Zufuhr zum Verbrennungsmotor 1 über die Leitung 27 erfolgt. In der Leitung 27 kann beispielsweise eine Drosseleinrichtung 11, wie eine Drosselklappe vorgesehen sein, um eine mengenmäßige Regulierung der durchströmenden Gemischmenge vornehmen zu können. Das Gemisch strömt nun weiter zu den Zylindern 29 wo die Verbrennung erfolgt. An dieser Stelle ist besonders deutlich noch der Kompensator 44 erkennbar, der eine Schwingungsentkoppelung zwischen Verbrennungsmotor 1 und gesondertem Element 10 bewirkt. Verbrennungsmotor 1 und gegebenenfalls das Element 10 sind auf einem Dämpfergummi 45, 46 angeordnet.
Nach der Verbrennung wird das verbrannte Gasgemisch in den Abgassammeitrakt 6 geleitet, von wo aus das Abgas zu den Turbinen 24, 24' geleitet wird, die die Verdichtungseinrichtungen 2, 2' antreiben. Über die Leitung 30 wird das Abgas weitergeleitet zu den zweiten Abgasturbinen 23, 23' die wiederum die Verdichtungseinrichtungen 3, 3' antreiben. Schließlich erfolgt über ein Abgasausstoßsystem 5 der Ausstoß des Abgases. Erkennbar sind zusätzlich die Leitungen 7, T und 8, 8', bei denen es sich um Bypassleitungen handelt. Mittels der Bypassleitungen 7, T kann Abgas an den Abgasturbinen 24, 24' und mittels der Bypassleitungen 8, 8' auch an den Abgasturbinen 23, 23' vorbeigeleitet werden.
Der modulare Aufbau des gesonderten Elements 10 soll anhand der Fig. 2a und 2b noch einmal gesondert erläutert werden. Die Fig. 2a und 2b stellen schematisierte Ansichten der Module 31 - 35 des gesonderten Elements 10 der Fig. 1 dar. Dabei zeigt die Fig. 2a die Ansicht entlang der Blickrichtung A und Fig. 2b eine Ansicht entlang der Blickrichtung gemäß Fig. 1. Das Element 10 ist aus den lösbar miteinander befestigten Modulen 31 bis 35 aufgebaut. Die Befestigung der einzelnen Module- untereinander kann z.B. über (nicht gezeigte) Schraubverbingungen erfolgen. Das zentrale Modul 33 ist mit zwei Hochdruckverdichtungseinrichtungen 2, 2', deren Rotationsachsen a, a' zusammenfallen, verbunden. Eine Parallele der Rotationsachsen a, a' ist senkrecht zu den Rotationsachsen b, b' der Verdichtungseinrichtungen 3, 3' angeordnet. Die Hochdruckverdichter 2, 2' werden von Abgasturbinen 24, 24' angetrieben. Oberhalb des Moduls 33 ist ein Modul 34 angeordnet, das eine Kühleinrichtung trägt. Darüber ist ein weiteres Modul 35 angeordnet, auf dem zwei weitere Verdichtungseinrichtungen 3, 3' angeordnet sind. Es handelt sich dabei um die Niederdruckverdichter, die ebenfalls von Verdichtungseinrichtungen 23, 23' angetrieben werden. In die Verdichtungseinrichtungen 3, 3' strömt nun unverdichtetes Treibstoff-/Luftgemisch und wird im Niederdruckverdichter verdichtet. Von dort strömt das Gemisch durch das Modul 35 zum ersten Gemischkühler, der im Modul 34 angeordnet ist. Von dort strömt es weiter in das zentrale Element 33, wo eine Umlenkung durch die schräg angeordnete Prallwand 38 zu den jeweiligen Hochdruckverdichtern 2, 2' erfolgt. Von da strömt das nunmehr hochverdichtete Gas über das Umlenkmodul 31 zum Modul 32, in welchem ein weiterer Kühler angeordnet ist. Eine Umlenkung des Gemisches erfolgt erneut über die Prallwand 38 hin zur Drosseleinrichtung 11 , die ebenfalls am zentralen Modul 33 sitzt (siehe Fig. 2b). Der Abgasstrom von der Abgassammelleitung zum Abgasausstoßsystem 5 ist mit einer strichlierten Linie dargestellt.
Die Fig. 2b zeigt nun die Seitenansicht. Auch hier ist der Gasfluss vom unverdichteten Treibstoff-/Luftgemisch über den Niederdruckverdichter 3 zum Modul 35 und von da zum Modul 34 mit Gemischkühler erkennbar. Von dort strömt das Gasgemisch zum zentralen Modul 33, wo eine Umlenkung des Gemisches erfolgt. Das Gasgemisch strömt senkrecht zur Bildebene aus der Bildebene heraus bzw. in die Bildebene hinein in den jeweiligen Hochdruckverdichter 2, 2'. Von dort erfolgt die Umleitung über die Leitungen 30, 30' die der Übersichtlichkeit halber nicht gezeigt sind, zum Modul 31 , wo eine Öffnung erkennbar ist. Von dort strömt das Gemisch durch das Modul 32 mit Gemischkühler und zurück in das zentrale Modul 33, wo eine Umlenkung erfolgt. Schließlich strömt das Gemisch in Richtung Verbrennungsmotor 1, wobei noch eine Drosselklappe 11 vorgesehen ist.
Das Zentralmodul 33 hat mehrere Funktionen. Einerseits ist es mit den zwei Verdichtungseinrichtungen 2, 2' verbunden. Darüber hinaus weist es zwei durch die Prallwand 38 abgetrennte Kammern 33', 33' auf, wobei durch die erste Kammer 33' das niedrig verdichtete Gas und durch die zweite Kammer 33" das hochverdichtete Gas strömt. Gleichzeitig erfolgt eine Umlenkung des Gases einmal zu den Verdichtern 2, 2' und einmal zum Verbrennungsmotor 1. Schließlich trägt es die Drosseleinrichtung 11. Die gezeigten Anschlüsse 12, 12', 13, 13' stellen Bypassmöglichkeiten dar, die mit den Leitungen 14, 14' der Fig. 1 korrespondieren.
Das Modul 31 sitzt auf der Basis 22 der Brennkraftmaschine auf und ist dort schwingungsentkoppelt durch Dämpfungsschichten befestigt. Auch hier ist eine lösbare Befestigung vorgesehen. Die Module 31-35 können im Bedarfsfall einzeln ausgetauscht werden. Der Verbrennungsmotor 1 sitzt ebenfalls auf der Basis 22. Eine Dämpfungsschicht 46 entkoppelt Schwingungen zum Element 10.
Die Anordnung der einzelnen Bauteile ist nur in der vorderen Bildebene erkennbar. An sich ist die Brennkraftmaschine aber symmetrisch aufgebaut, sodass auch im Hintergrund jeweils Verdichtungseinrichtungen 2', 3' und Zylinder 29' angeordnet sind. Die Drehachsen a, a' der Verdichtungseinrichtungen 2', 2 fallen in diesem Beispiel zusammen. Die Drehachsen b, b' der Verdichtungseinrichtungen 3, 3' sind im Wesentlichen parallel. Außerdem sind Parallele zu den Drehachsen b, b' der Verdichtungseinrichtungen 3, 3' senkrecht zur Drehachse a, a' der Verdichtungseinrichtungen 2, 2'. Durch diese senkrechte Anordnung kann die Verrohrung (Leitungen 39, 39') besonders kurz ausgestaltet werden.
Das erfindungsgemäß vorgesehene gesonderte Element 10 ist vom Verbrennungsmotor 1 schwingungsentkoppelt. Verbrennungsmotor 1 und gesondertes Element 10 sind auf einer Basis 22 angeordnet. Über einen Kompensator oder dämpfende Materialien wie elastomerische Zwischenschichten oder Federelemente kann nun das gesonderte Element 10 schwingungsentkoppelt vom Verbrennungsmotor auf das Basisteil 22 aufgebracht werden (nicht gezeigt).
Die Fig. 3a und 3b zeigen eine Ausführungsvariante des Beispiels der Fig. 1 bjs 2b sodass dieselben Bauteile wie in den Fig. 1 , 2a und 2b die selben Bezugszeichen aufweisen. Der wesentliche Unterschied zum vorherigen Beispiel besteht darin, dass keine zweite Verdichtungseinrichtung 2, 2' vorgesehen ist. Die alleinige Verdichtung erfolgt über die ersten Verdichtungseinrichtungen 3 bzw. 3'. Im Vergleich zu den Fig. 2a und 2b ist das zentrale Modul 33 abgeändert, indem die Prallwand zwischen den beiden Kammern versetzt ist, sodass eine Umlenkung in die andere Richtung erfolgt und die Leitung 27 direkt mit dem Gemisch versorgt wird. Beispielsweise können die Elemente 31, 32 gegen ein einfaches Sockel- oder Fußteil bzw. Dummymodule 31', 32' ausgetauscht werden. Durch einfache geänderte Rohrführung von der Abgassammelleitung 6 zu den Abgasturbinen 24, 24' kann auf eine einfache Verdichtung umgestellt werden (siehe Fig. 3a und 3b).

Claims

Patentansprüche
1. Stationäre Brennkraftmaschine, umfassend einen Verbrennungsmotor (1) und zumindest eine Verdichtungseinrichtung (2, 2', 3, 3'), dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsmotor (1) und die wenigstens eine
Verdichtungseinrichtung (2, 2', 3, 3') schwingungsentkoppelt miteinander verbunden sind.
2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die
Verdichtungseinrichtung (2, 2', 3, 3') über ein gesondertes Element (10), welches vom Verbrennungsmotor (1) und/oder der Verdichtungseinrichtung (2, 2', 3, 3') schwingungsentkoppelt ist, mit dem Verbrennungsmotor (1) verbunden sind.
3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das gesonderte Element (10) aus wenigstens zwei Modulen (31 , 32, 33, 34, 35) aufgebaut ist, die lösbar miteinander befestigt sind.
4. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Verdichtungseinrichtung (2, 2', 3, 3') ein Rotationsverdichter ist.
5. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Modul (33, 35) die wenigstens eine
Verdichtungseinrichtung (2, 2', 3, 3') aufweist und ein zweites Modul (32, 34) eine Kühleinrichtung aufweist.
6. Brennkraftmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Modul (33) einen zweiten Rotationsverdichter aufweist, wobei der erste und der zweite Rotationsverdichter (2, 2') eine gemeinsame Rotationsachse (a) aufweisen.
7. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein drittes Modul (35) einen Rotationsverdichter (3, 3') aufweist.
8. Brennkraftmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationsachse (b) des Rotationsverdichters (3, 3') des dritten Moduls (35) windschief zur Rotationsachse (a) des wenigstens einen Rotationsverdichters (2, 2') auf dem ersten Modul (33) angeordnet ist.
9. Brennkraftmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine parallele zur Rotationsachse (b) des Rotationsverdichters (3, 3') des dritten Moduls (35) im Wesentlichen rechtwinkelig zur Rotationsachse (a) des wenigstens einen Rotationsverdichters (2, 2') auf dem ersten Modul (33) angeordnet ist.
10. Brennkraftmaschine nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Modul (35) einen weiteren Rotationsverdichter (3') aufweist, dessen Rotationsachse (b') im Wesentlichen parallel zur Rotationsachse (b) des ersten Rotationsverdichters (3) auf dem dritten Modul
(35) angeordnet ist.
11. Brennkraftmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Verdichtungseinrichtung (3) auf dem dritten Modul (35) und die erste Verdichtungseinrichtung (2) auf dem ersten Modul (33) sowie die zweite
Verdichtungseinrichtung (3') auf dem ersten Modul (33) und die zweite
Verdichtungseinrichtung (21) auf dem dritten Modul (35) jeweils in Serie geschaltet sind.
12. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 5 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass eine weitere Kühleinrichtung, vorzugsweise auf einem gesonderten Modul (32) vorgesehen ist.
13. Element nach einem der Ansprüche 2 bis 12 für eine stationäre Brennkraftmaschine.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE535061C2 (sv) * 2010-08-16 2012-04-03 Scania Cv Ab Arrangemang i ett fordon innefattande ett ramverk vilket uppbär en förbränningsmotor och en laddluftkylare
JP2016191304A (ja) * 2013-09-02 2016-11-10 株式会社マリタイムイノベーションジャパン 熱機関システム

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4314486A (en) * 1980-04-11 1982-02-09 Hellwig Lowell L Vibration dampening ring
JPS57117716U (de) * 1981-01-16 1982-07-21
US4586337A (en) * 1984-01-17 1986-05-06 Cummins Engine Company, Inc. Turbocompound system
US4638634A (en) * 1985-10-04 1987-01-27 The Garrett Corporation Engine powered auxiliary air supply system
JPS6361543U (de) * 1986-10-13 1988-04-23
US4891955A (en) * 1989-03-14 1990-01-09 Gas Research Institute Engine suspension system
DE59207721D1 (de) * 1991-12-12 1997-01-30 New Sulzer Diesel Ag Stationäre Anlage mit Hubkolbenbrennkraftmaschine und Turboaufladung
DE19860150B4 (de) * 1998-12-24 2004-06-24 Winkelmann Palsis Motortechnik Gmbh & Co.Kg Vorrichtung zur Übertragung eines Drehmoments von einem Verbrennungsmotor zu einem Kompressor
US6176690B1 (en) * 1999-08-16 2001-01-23 John Evans Knepp Optimally dampened separable engine-compressor
DE10023022A1 (de) * 2000-05-11 2001-11-22 Borgwarner Inc Aufgeladene Brennkraftmaschine
JP3776333B2 (ja) * 2001-06-11 2006-05-17 日野自動車株式会社 ツインターボ
DE60330217D1 (de) * 2002-10-22 2010-01-07 Nissan Motor Schwingungsdämpfendes Motorlager für Brennkraftmaschine
EP1426557B1 (de) * 2002-12-03 2013-07-17 BorgWarner, Inc. Gehäuse für Turbolader
EP1602803A1 (de) * 2004-06-03 2005-12-07 ABB Turbo Systems AG Vorrichtung zum Reduzieren von Schwingungen eines Verbrennungsmotor und Abgasturbolader umfassenden Systems
DE102005012756A1 (de) * 2005-03-19 2006-09-21 Man B & W Diesel Ag Brennkraftmaschine
DE102005025602B4 (de) * 2005-06-03 2008-08-28 Man Diesel Se Brennkraftmaschine
DE102006037576A1 (de) * 2006-08-11 2008-04-10 Daimler Ag Nebenaggregatantrieb für ein Kraftfahrzeug
EP2079910B1 (de) * 2006-10-17 2015-01-07 BorgWarner, Inc. Dichtungsringe für gasdichtung und schwingungsdämpfung
US20090184229A1 (en) * 2008-01-18 2009-07-23 Caterpillar Inc. Isolation mounting apparatus
US7823566B2 (en) * 2008-03-31 2010-11-02 Caterpillar Inc Vibration reducing system using a pump

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2010088711A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
WO2010088711A1 (de) 2010-08-12
AT507825A1 (de) 2010-08-15
AT507825B1 (de) 2011-02-15
JP2012516961A (ja) 2012-07-26
US20110253069A1 (en) 2011-10-20

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