JP2023522641A

JP2023522641A - 船舶のための空気供給装置、この装置を含む船舶、及び空気潤滑デバイスに空気を供給する方法

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Publication number: JP2023522641A
Application number: JP2022562459A
Authority: JP
Inventors: ヤリケイネネン; ジャン－フランソワティソ
Original assignee: ターボシステムズスウィツァーランドリミテッド
Priority date: 2020-04-14
Filing date: 2021-04-13
Publication date: 2023-05-31
Also published as: CN115515848A; KR20230002683A; EP4136018A1; EP3895973A1; US20230143335A1; WO2021209422A1

Abstract

船舶にための空気供給装置（１００）が記載される。空気供給装置は、第１のコンプレッサ（１３１）と、１又は２以上のエンジン（１２０）から供給される排気ガスによって駆動可能な第１タービン（１３２）とを有する第１のターボ過給機（１３０）を含む。第１のコンプレッサ（１３１）は、第１のコンプレッサ（１３１）の速度を変更するように構成された変速機（１３３）を介して第１のタービン（１３２）に結合される。さらに、空気供給装置は、船舶の抵抗低減のための空気潤滑デバイス（１４０）を含む。第１のコンプレッサ（１３１）は、空気潤滑デバイス（１４０）に空気を供給するために、空気潤滑デバイス（１４０）に接続される。【選択図】図１

Description

本開示の実施形態は、水摩擦抵抗を低減する空気潤滑タイプの船舶の空気供給装置に関する。さらに、本開示の実施形態は、船舶の空気潤滑デバイスに空気を供給する方法に関する。

一般に、船舶は、航行中に船底の水中面に水摩擦抵抗を受ける。詳細には、大型船舶、例えば貨物船に関して、船舶の船体抵抗の大部分は、船底での外水の相対的な流れによって引き起こされた摩擦抵抗によって生じる。

船体の摩擦抵抗を低減するために、詳細には船体の周りに空気を排出することによる空気潤滑が利用される。摩擦抵抗の低減は、燃費向上効果が大きく、従って、船舶のＣＯ₂排出量を低減する有効な手段である。

従来技術において、船体潤滑のための気泡生成に関する様々なシステム及びアプローチが存在する。例えば、船体潤滑のための気泡生成に関して、従来技術では、駆動エンジンの排気ガスを直接使用すること又は別個の電気コンプレッサ又はブロアを使用することが教示される。しかしながら、船体潤滑のための公知のシステムには、例えば、エネルギー消費及び効率の観点からいくつかの問題がある。

従って、上記に鑑みて、少なくとも部分的に従来の問題を解決する、船舶のための改善された空気供給装置並びに船舶の空気潤滑デバイスへの空気供給の改善された方法に対する要望がある。

上記に照らして、独立請求項に記載の船舶のための空気供給装置及び船舶の空気潤滑デバイスに空気を供給する方法が提供される。さらなる態様、利点、及び特徴は、従属請求項、詳細な説明、及び添付図面から明らかになる。

本開示の１つの態様によれば、船舶のための空気供給装置が提供される。空気供給装置は、第１のコンプレッサと、１又は２以上のエンジンから供給される排気ガスによって駆動可能な第１のタービンとを有する第１のターボ過給機を含む。第１のコンプレッサは、第１のコンプレッサの回転数を変更するように構成された変速機を介して第１のタービンに結合される。さらに、空気供給装置は、船舶の抵抗低減のための空気潤滑デバイスを含む。第１のコンプレッサは、空気潤滑デバイスに空気を供給するために、空気潤滑デバイスに接続される。

従って、本開示の空気供給装置は、空気潤滑タイプの船舶に使用される従来の装置と比較して改善される。詳細には、本明細書に記載の空気供給装置の実施形態は、エネルギー効率に関して改善される。より具体的には、空気潤滑デバイスに空気を供給するための第１のコンプレッサに第１のタービンを結合する変速機を有する第１のターボ過給機を備える空気供給装置を設けることによって、空気潤滑デバイスに供給される空気量は、変速機を使用して制御することができる。より具体的には、第１のターボ過給機、詳細には第１のコンプレッサは、低圧空気を圧縮するために使用され、その後、この空気は、船舶の船体摩擦を低減するために、船体下での気泡生成のための空気潤滑デバイスに供給される。船体の摩擦低減は、船舶のエネルギー使用量の全体的な低減につながる。従って、例えば、変速機を使用して、第１のタービンの回転数と比較して第１のコンプレッサの回転数を増加させることによって、空気潤滑デバイスに供給する空気量を増加させることができ、結果的に、船体下での気泡生成を増加させることができる。従って、従来技術と比較して、船体摩擦のより大きな低減を達成することができる。その結果として、船舶のエネルギー使用量の全体的な悪化を低減することができ、燃料の節約を達成することができ、全体的な運転コストの低減につながる。

従って、本開示のさらなる態様によれば、本明細書に記載の何らかの実施形態による空気供給装置を含む船舶が提供される。

本開示の別の態様によれば、船舶の空気潤滑デバイスに空気を供給する方法が提供される。本方法は、１又は２以上のエンジンからの排気ガスを使用して第１のターボ過給機を駆動することを含む。さらに、本方法は、第１のターボ過給機の第１のタービン及び第１のコンプレッサに結合された変速機を使用することによって、第１のターボ過給機の第１のコンプレッサの回転数を変更することを含む。さらに、本方法は、第１のターボ過給機の第１のコンプレッサから空気潤滑デバイスに空気を供給することを含む。

従って、本開示の実施形態は、運転コストを低減することができるようにエネルギー効率に関して改善される、空気供給装置、空気供給装置を含む船舶、及び船舶の潤滑デバイスに空気を供給する方法を提供することを理解されたい。

本開示の上記の特徴を詳細に理解できるように、上記で簡単に要約された本開示のより具体的な説明は、実施形態を参照することによって取得することができる。添付図面は、本開示の実施形態に関連し、以下で説明される。

本明細書に記載の実施形態による空気供給装置の概略図である。本明細書に記載のさらなる実施形態による空気供給装置の概略図である。本明細書に記載のさらなる実施形態による空気供給装置の概略図である。本明細書に記載のさらなる実施形態による空気供給装置の概略図である。本明細書に記載のさらなる実施形態による空気供給装置の概略図である。本明細書に記載のさらなる実施形態による空気供給装置の概略図である。本明細書に記載のさらなる実施形態による空気供給装置の概略図である。本明細書に記載のさらなる実施形態による空気供給装置の概略図である。本明細書に記載の実施形態による、船舶の空気潤滑デバイスに空気を供給する方法を示すフローチャートである。本明細書に記載のさらなる実施形態による、船舶の空気潤滑デバイスに空気を供給する方法を示すフローチャートである。本明細書に記載のさらなる実施形態による、船舶の空気潤滑デバイスに空気を供給する方法を示すフローチャートである。

ここで、様々な実施形態を詳細に参照すると、その１又は２以上の実施例は各図面に示される。各々の実施例は、説明として提示され、限定するものではない。例えば、１つの実施形態の一部として図示又は説明される特徴は、さらなる実施形態を提供するために何らかの他の実施形態で又はそれと共に使用することができる。本開示は、そのような変更例及び変形例を含むことが意図されている。

以下の図面の説明の中で、同じ参照番号は、同じ又は類似の構成要素を指す。一般に、個々の実施形態に関する相違点のみが説明される。詳細には、特に指定がない限り、１つの実形態の部分又は態様の説明は、別の実施形態の対応する部分又は態様に適用することもできる。

図１を例示的に参照して、本開示による空気供給装置１００を説明する。本明細書で説明する他の実施形態と組み合わせることができる実施形態によれば、空気供給装置１００は、第１のコンプレッサ１３１及び第１のタービン１３２を有する第１のターボ過給機１３０を含む。第１のタービン１３２は、１又は２以上のエンジン１２０から供給される排気ガスによって駆動可能である。この点に関して、「排気ガスによって駆動可能」とは、排気ガスが駆動のために供給されることに留意されたい。従って、第１のタービン１３２は、例えば、１又は２以上の導管によって１又は２以上のエンジン１２０に接続することができ、１又は２以上のエンジン１２０は、第１のタービン１３２に排気ガスを供給することができるようになっている。１又は２以上のエンジン１２０は、ターボ過給することができる。従って、１又は２以上のエンジン１２０から第１のタービン１３２に供給される排気ガスは、１又は２以上のエンジン１２０の１又は２以上のターボ過給機で事前に膨張させることができることを理解されたい。第１のコンプレッサ１３１は、第１のコンプレッサ１３１の回転数を変更するように構成された変速機１３３を介して第１のタービン１３２に結合される。詳細には、変速機１３３は、第１のコンプレッサ１３１の回転数を変えるように構成することができる。例えば、変速機１３３は、第１のタービン１３２の回転数と比較して第１のコンプレッサ１３１の回転数を増加させるように構成することができる。追加的に又は代替的に、変速機１３３は、第１のタービン１３２の回転数と比較して第１のコンプレッサ１３１の回転数を減少させるように構成することができる。さらに、図１に例示的に示すように、空気供給装置１００は、船舶の抵抗低減のための空気潤滑デバイス１４０を含む。第１のコンプレッサ１３１は、詳細には第２空気供給管１７を介して、空気潤滑デバイス１４０に空気を供給するために、空気潤滑デバイス１４０に接続される。

従って、有益には、効率が改善された空気供給装置が提供される。詳細には、第１のターボ過給機に本明細書で説明するような変速機を設けることは、空気潤滑デバイスに空気を供給するのに使用される第１のコンプレッサの回転数を変えることができ、結果的に空気潤滑デバイスに供給される空気量を調節できるという利点を有する。例えば、第１のコンプレッサの回転数を増加させるために変速機を使用することで、空気潤滑デバイスに供給される空気量を増加させることができる。従って、変速機を使用して第１のコンプレッサの回転数を減少させることによって、空気潤滑デバイスに供給される空気量を減少させることができる。従って、空気潤滑デバイスに供給される空気量を要求に応じて制御することができる。

例えば、両者の間に設けられる変速機を用いて第１のタービンと比較して第１のコンプレッサの回転数を増加させることによって、空気潤滑デバイスに空気を供給する第１のコンプレッサの効率を高めることができる。結果的に、空気潤滑デバイスの有効性を高めることができ、船体下の気泡生成を増加させ、結果として船舶の高度な水摩擦低減をもたらすことができる。その結果、燃料の節約を達成することができ、全体的な運転コストの低減をもたらすことができるように、船舶のエネルギー使用量の全体的悪化を低減することができる。

本明細書で説明する他の実施形態と組み合わせることができる実施形態によれば、変速機１３３は、機械式変速機、電気式変速機、空圧式変速機、又は油圧式変速機とすることができる。本明細書で説明する他の実施形態と組み合わせることができる実施例によれば、変速機１３３は、発電機及び電気モータを含む。

本明細書で説明する変速機、例えば、以下で説明する第１の変速機１３３及び／又は第２の変速機１３６は、可変であるように構成することができることを理解されたい。換言すると、第１の変速機１３３及び／又は第２の変速機１３６は、可変変速比を有することができる。従って、本明細書で説明する変速機は、変更可能な変速比をもたらすように構成することができる。従って、第１のコンプレッサ１３１及び／又は第２のコンプレッサ１３５の回転数は、有益に、詳細には本明細書で説明するように、船舶の運転中に、すなわち１又は２以上のエンジン１２０の運転中に、結合されたタービン、例えば、第１のタービン１３２及び／又は第２のタービン１３４の回転数から独立して調整及び制御することができる。

図２を例示的に参照すると、本明細書で説明する他の実施形態と組み合わせることができる実施形態によれば、空気供給装置１００は、第１のタービン１３２に並列な第２のタービン１３４をさらに含む。図２に例示するように、第１のタービン１３２及び第２のタービン１３４は、変速機１３３を介して第１のコンプレッサ１３１に結合することができる。

図３を例示的に参照すると、本明細書で説明する他の実施形態と組み合わせることができる実施形態によれば、空気供給装置は、第２のコンプレッサ１３５及び第２のタービン１３４を有する第２のターボ過給機１３７をさらに含む。第２のタービン１３４は、１又は２以上のエンジン１２０から供給される排気ガスによって駆動可能である。従って、第２のタービン１３４は、例えば、１又は２以上の導管によって１は２以上のエンジン１２０に接続することができ、１又は２以上のエンジン１２０は、排気ガスを第２のタービン１３４に供給することができるようになっている。追加的に又は代替的に、第２のタービン１３４は、第１のタービン１３２から供給される排気ガスによって駆動可能とすることができる。従って、第２のタービン１３４は、例えば、１又は２以上の導管によって第１のタービン１３２に接続することができ、第１のタービン１３２は、排気ガスを第２のタービン１３４に供給することができるようになっている。図３に例示するように、第２のコンプレッサ１３５は、空気潤滑デバイス１４０に空気を供給するために、詳細には第３空気供給管１９を介して、空気潤滑デバイス１４０に接続される。

本明細書で説明する他の実施形態と組み合わせることができる別の随意的な実施形態によれば、図５から８に示すように、第２のタービン１３４は、第１の空気供給管１６から第２のタービン１３４に供給される圧縮空気によって駆動可能とすることができる。従って、第３のコンプレッサ１１１から第２のタービン１３４までの空気供給管（図中では明示せず）を設けることができることを理解されたい。同様に、本明細書で説明する他の実施形態と組み合わせることができる別の実施例によれば、第１のタービン１３２は、第１の空気供給管１６（図５から８に示す）から第１のタービン２に供給される圧縮空気によって駆動可能とすることができる。従って、第３のコンプレッサ１１１から第１のタービン１３２までの空気供給管（図中では明示せず）を設けることができることを理解されたい。

図３に例示するように、典型的には、第２のコンプレッサ１３５は、追加的な変速機１３６を介して第２のタービン１３４に結合される。追加的な変速機１３６は、第２のコンプレッサ１３５の回転数を変更するように構成される。

詳細には、追加的な変速機１３６は、第２のコンプレッサ１３５の回転数を変えるように構成することができる。例えば、追加的な変速機１３６は、第２のタービン１３４の回転数と比較して、第２のコンプレッサ１３５の回転数を増加させるように構成することができる。追加的に又は代替的に、追加的な変速機１３６は、第２のタービン１３４の回転数と比較して、第２のコンプレッサ１３５の回転数を減少させるように構成することができる。

本明細書で説明する他の実施形態と組み合わせることができる実施形態によれば、追加的な変速機１３６は、機械式変速機、電気式変速機、空圧式変速機、又は油圧式変速機とすることができる。本明細書で説明する他の実施形態と組み合わせることができる実施例によれば、追加的な変速機１３６は、発電機及び電気モータを含む。

図４から８を例示的に参照すると、本明細書で説明する他の実施形態と組み合わせることができる実施形態によれば、空気供給装置は、第３のコンプレッサ１１１及び第３のタービン１１２を有する第３のターボ過給機１１０をさらに含む。例えば、第３のターボ過給機１１０は、１又は２以上のエンジン１２０を過給するターボ過給機又は複数のターボ過給機とすることができる。この点に関して、図中に示す第３のターボ過給機１１０は、１又は２以上のターボ過給機を表すことができることに留意されたい。従って、１又は２以上のエンジン１２０は、過給される場合又はそうでない（すなわち、過給されない）場合があることを理解されたい。図４に例示するように、第３のタービン１１２は、第１の排気ガス管１１を介して１又は２以上のエンジン１２０の排気ガス受容器１２２に接続される。従って、典型的には、本明細書で説明する実施形態による空気供給装置のターボ過給機、詳細には、第１のターボ過給機１３０は、エンジンを過給するのに使用されない別個のターボ過給機であることを理解されたい。換言すると、第１のターボ過給機１３０は、エンジンを過給するターボ過給機に加えて設けられた二次タービン及びコンプレッサのペアとすることができる。詳細には、本明細書で説明する他の実施形態と組み合わせることができる本明細書で説明する実施形態によれば、機械的な力は、エンジンのターボ過給機の一次タービン（例えば、第３のタービン１１２）から空気供給装置へ引き出されない。

本明細書で説明する他の実施形態と組み合わせることができる実施形態によれば、図８に例示するように、第１の排気ガス管１１は、排気ガス受容器１２２から第３のタービン１１２に供給される排気ガス流を制御する流量制御装置１６０に接続することができる。詳細には、流量制御装置１６０は、第３のタービン１１２を迂回する第１のバイパス配管１３に設けることができる。

図８を例示的に参照すると、本明細書で説明する他の実施形態と組み合わせることができる実施形態によれば、第１のタービン１３２は、第２の排気ガス管１２を介して第３のタービン１１２に接続することができる。第２の排気ガス管１２は、第３のタービン１１２から第１のタービン１３２に供給される排気ガス流を制御するバイパス弁１７０に接続することができる。詳細には、バイパス弁１７０は、第１のタービン１３２を迂回する第２のバイパス配管１４に設けることができる。

図４から８に例示するように、本明細書で説明する他の実施形態と組み合わせることができる実施形態によれば、第３のコンプレッサは、第１の空気供給管１６を介して１又は２以上のエンジン１２０の空気受容器１２１に接続することができる。詳細には、図８に例示するように、第１の空気供給管１６は、給気冷却器１５０を含む。

図８を例示的に参照すると、本明細書で説明する他の実施形態と組み合わせることができる実施形態によれば、追加的な流量制御装置１６１は、第１のターボ過給機の第１のタービン１３２の下流に設けることができる。追加的な流量制御装置１６１が設けられる配管は、排気ガス接続部２０を介して、排気ガス出口配管１５に接続することができる。排気ガス出口配管１５は、排気システムの一部とすることができる。排気システムは、排気ガスが環境に放出される前に、排気ガス後処理装置及び／又は消音器を含むことができる。この点に関して、排気ガス後処理装置及び／又は消音器は、本明細書で説明する他の実施形態に設けることもできることに留意されたい。

従って、図１から８から、本開示の別の態様によれば、本明細書で説明する何らかの実施形態による空気供給装置を含む船舶２００が提供されることを理解されたい。従って、全体的な運転コストを低減することができるように、船体の水擦低減のためのよりエネルギー効率が高いシステムを有する船舶を提供することができる。

図９Ａに示すフローチャートを例示的に参照しながら、本開示による船舶の空気潤滑デバイスに空気を供給する方法３００を説明する。

本明細書で説明する他の実施形態と組み合わせることができる実施形態によれば、方法３００は、１又は２以上のエンジン１２０からの排気ガスを使用して第１のターボ過給機１３０を駆動するステップ（図９ａのブロック３１０で示す）を含む。さらに、本方法は、第１のターボ過給機１３０の第１のタービン１３２及び第１のコンプレッサ１３１に結合された変速機１３３を使用することによって、第１のターボ過給機１３０の第１のコンプレッサ１３１の回転数を変更するステップ（図９ａのブロック３２０で示す）を含む。さらに、本方法は、第１のターボ過給機１３０の第１のコンプレッサ１３１から空気潤滑デバイス１４０に空気を供給するステップ（図９ａのブロック３３０で示す）を含む。

詳細には、第１のコンプレッサ１３１の回転数を変更するステップ（図９ａ、図９ｂ、及び図９ｃのブロック３２０で示す）は、第１のコンプレッサ１３１の回転数を変えるステップを含むことができる。例えば、変速機１３３を使用して第１のコンプレッサ１３１の回転数を変更するステップは、第１のタービン１３２の回転数と比較して、第１のコンプレッサ１３１の回転数を増加させるステップを含むことができる。追加的に又は代替的に、変速機１３３を使用して第１のコンプレッサ１３１の回転数を変更するステップは、第１のタービン１３２の回転数と比較して、第１のコンプレッサ１３１の回転数を減少させるステップを含むことができる。

図９ｂを例示的に参照すると、本明細書で説明する他の実施形態と組み合わせることができる実施形態によれば、第１のコンプレッサ１３１の回転数を変更するステップ（図９ｂのブロック３２０で示す）は、第１のタービン１３２に並列な第２のタービン１３４を使用するステップ（図９ｂのブロック３２１で示す）を含む。第１のタービン１３２及び第２のタービン１３４は、変速機１３３を介して第１のコンプレッサ１３１に結合される。

本明細書で説明する他の実施形態と組み合わせることができる実施形態によれば、方法３００は、第１のターボ過給機１３０の回転速度を制御することによって、空気潤滑デバイス１４０に供給される空気量を制御するステップ（図９ｂのブロック３３５で示す）をさらに含む。第１のターボ過給機１３０の回転速度は、１又は２以上のエンジン１２０の排気ガス受容器１２２に接続される第３のターボ過給機１１０の第３のタービン１１２に供給される排気ガス流を制御することによって制御することができる。第３のターボ過給機１１０の第３のタービン１１２に供給される排気ガス流は、図７及び８に例示するように、流量制御装置１６０を使用すること（図９ｂのブロック３３６で示す）によって制御することができる。詳細には、図７及び８に例示するように、流量制御装置１６０は、第３のタービン１１２を迂回する第１のバイパス配管１３に設けることができる。追加的に又は代替的に、空気潤滑デバイス１４０に供給される空気量を制御するステップ（図９ｂのブロック３３５で示す）は、図７及び８に例示するように、バイパス弁１７０を使用して第１のタービン１３２に供給される排気ガス流を制御することによって第１のターボ過給機１３０の回転速度を制御するステップを含むことができる。詳細には、バイパス弁１７０は、第１のタービン１３２を迂回する第２バイパス配管１４に設けることができる。追加的に又は代替的に、空気潤滑デバイス１４０に供給される空気量を制御するステップ（図９ｂのブロック３３５で示す）は、図８を参照して例示的に説明するように、第１のターボ過給機の第１のタービン１３２の下流に設けられた追加的な流量制御装置１６１を使用して（図９ｂのブロック３３８で示す）第１のターボ過給機１３０の回転速度を制御するステップを含むことができる。

図９ｃを例示的に参照すると、本明細書で説明する他の実施形態と組み合わせることができる実施形態によれば、方法３００は、１又は２以上のエンジンからの排気を使用して第２のターボ過給機１３７を駆動するステップ（図９ｃのブロック３４０で示す）をさらに含む。追加的に又は代替的に、第２のターボ過給機１３７を駆動するステップ（図９ｃのブロック３４０で示す）は、第１のタービン１３２からの排気を使用することによって実施することができる。第２のターボ過給機１３７は、追加的な変速機１３６を介して第２のタービン１３４に結合された第２のコンプレッサ１３５を有する。追加的な変速機１３６は、第２のコンプレッサ１３５の回転数を変更するように構成される。さらに、図９ｃに例示的に示されるような方法３００は、追加的な変速機１３６を使用して第２のコンプレッサ１３５の回転数を変更するステップ（図９ｃのブロック３５０で示す）を含む。さらに、方法３００は、第２ターボ過給機１３７の第２のコンプレッサ１３５から空気潤滑デバイス１４０に空気を供給するステップ（図９ｃのブロック３６０で示す）を含む。

従って、上記に鑑みて、本明細書で説明する実施形態は、有益に、空気潤滑デバイスに供給される空気量を制御及び調整することができる改善された空気潤滑デバイスを提供することを理解されたい。詳細には、本明細書で説明するように、従来技術と比較して、空気潤滑デバイスの有効性は、空気潤滑デバイスに空気を供給するために使用されるコンプレッサの回転数を増加させる変速機を使用することによって向上させることができる。従って、船体下での気泡生成の増加、従って、船舶の水車摩擦の高度な低減を達成することができ、その結果、全体的な運転コストを低減させることができる。さらに、従来技術と比較して、本明細書で説明する実施形態は、エンジンのターボ過給機のタービンの残留エネルギーを空気供給装置の作動に使用することができるという利点を有する。その結果として、従来技術と比較して、本明細書で説明するような実施形態は、高いエネルギー効率にもたらす。さらに、本明細書で説明するような実施形態は、有益に、船体潤滑のための気泡生成に使用されるコンプレッサとタービンを結合する変速機を有する別個のターボ過給機を使用することによって、コンプレッサとタービンとのいわゆる不適合を補償する可能性をもたらす。

上記は、種々の実施形態に関するが、基本的な範囲から逸脱することなく、他のさらなる実施形態を考え出すことができ、その範囲は、以下の特許請求の範囲によって決定される。

１１又は２以上のエンジンから供給される排気ガス
１１第１の排気ガス管
１２第２の排気ガス管
１３第１のバイパス配管
１４第２のバイパス配管
１５排気ガス出口配管
１６第１の空気供給管
１７第２の空気供給管
１８空気取り入れ口
１９第３の空気供給管
２０排気ガス接続部
１００空気供給装置
１１０第３のターボ過給機
１１１第３のコンプレッサ
１１２第３のタービン
１１３シャフト
１２０場合によっては１又は２以上のターボ過給機を備える１又は２以上のエンジン
１２１空気受容器
１２２排気ガス受容器
１３０第１のターボ過給機
１３１第１のコンプレッサ
１３２第１のタービン
１３３変速機
１３４第２のタービン
１３５第２のコンプレッサ
１３６追加的な変速機
１３７第２のターボ過給機
１４０空気潤滑デバイス
１５０中間冷却器
１６０流量制御装置
１６１追加的な流量制御装置、
１７０バイパス弁
２００船舶
３００空気潤滑デバイスに空気を供給する方法
３１０，３２０，３２１，３３０，３３５，３３６，３３７，３３８，３４０，３５０，３６０本開示で説明する、空気潤滑デバイスに空気を供給する方法の方法ステップを示すブロック

Claims

船舶（２００）のための空気供給装置（１００）であって、
第１のコンプレッサ（１３１）と、１又は２以上のエンジン（１２０）から供給される排気ガスによって駆動可能な第１のタービン（１３２）とを有する第１のターボ過給機（１３０）であって、前記第１のコンプレッサ（１３１）は、前記第１のコンプレッサ（１３１）の速度を変更するように構成された変速機（１３３）を介して前記第１のタービン（１３２）に結合される、第１のターボ過給機（１３０）と、
前記船舶の抵抗低減のための空気潤滑デバイス（１４０）であって、前記第１のコンプレッサ（１３１）は、前記空気潤滑デバイス（１４０）に空気を供給するために、前記空気潤滑デバイス（１４０）に接続される、空気潤滑デバイス（１４０）と、
を備える、空気供給装置（１００）。
前記変速機（１３３）は、機械式、電気式、空圧式、又は油圧式である、請求項１に記載の空気供給装置（１００）。
前記第１のタービン（１３２）に並列な第２のタービン（１３４）をさらに備え、前記第１のタービン（１３２）及び前記第２のタービン（１３４）は、前記変速機（１３３）を介して前記第１のコンプレッサ（１３１）に結合される、請求項１又は２に記載の空気供給装置（１００）。
前記変速機（１３３）は、発電機及び電動モータを含む、請求項１から３のいずれかに記載の空気供給装置（１００）。
第２のコンプレッサ（１３５）及び第２のタービン（１３４）を有する第２のターボ過給機（１３７）をさらに備え、前記第２のタービン（１３４）は、前記１又は２以上のエンジン（１２０）から供給される排気ガスによって、及び／又は、前記第１のタービン（１３２）から供給される排気ガスによって駆動可能であり、前記第２のコンプレッサ（１３５）は、前記第２のコンプレッサ（１３５）の回転数を変更するように構成された追加的な変速機（１３６）を介して前記第２のタービン（１３４）に結合される、請求項１又は２に記載の空気供給装置（１００）。
前記追加的な変速機（１３６）は、機械式、電気式、空圧式、又は油圧式である、請求項５に記載の空気供給装置（１００）。
第１の排気ガス管（１１）を介して前記１又は２以上のエンジン（１２０）の排気ガス受容器（１２２）に接続された第３のタービン（１１２）と、第３のコンプレッサ（１１１）とを有する第３のターボ過給機（１１０）をさらに備え、前記第１の排気ガス管（１１）は、前記排気ガス受容器（１２２）から前記第３のタービン（１１２）に供給される排気ガス流を制御する流量制御装置（１６０）に接続され、詳細には、前記流量制御装置（１６０）は、前記第３のタービン（１１２）を迂回する第１のバイパス配管（１３）に設けられる、請求項１から６のいずれかに記載の空気供給装置（１００）。
前記第１のタービン（１３２）は、第２の排気ガス管（１２）を介して前記第３のタービン（１１２）に接続され、前記第２の排気ガス管（１２）は、前記第３のタービン（１１２）から前記第１のタービン（１３２）に供給される排気ガス流を制御するバイパス弁（１７０）に接続され、詳細には、前記バイパス弁（１７０）は、前記第１のタービン（１３２）を迂回する第２のバイパス配管（１４）に設けられる、請求項７に記載の空気供給装置（１００）。
前記第３のコンプレッサ（１１１）は、第１の空気供給管（１６）を介して前記１又は２以上のエンジン（１２０）の空気受け（１２１）に接続され、詳細には、前記第１の空気供給管（１６）は、中間冷却器（１５０）を備える、請求項７又は８に記載の空気供給装置（１００）。
請求項１から９のいずれかに記載の空気供給装置（１００）を備える船舶（２００）。
空気を船舶の空気潤滑デバイス（１４０）に供給する方法（３００）であって、
１又は２以上のエンジン（１２０）からの排気ガスを使用することによって第１のターボ過給機（１３０）を駆動するステップ（３１０）と、
前記第１のターボ過給機（１３０）の第１のタービン（１３２）と前記第１のコンプレッサ（１３１）とに結合された変速機（１３３）を使用することによって、前記第１のターボ過給機（１３０）の第１のコンプレッサ（１３１）の回転数を変更するステップ（３２０）と、
前記第１のターボ過給機（１３０）の前記第１のコンプレッサ（１３１）から前記空気潤滑デバイス（１４０）に空気を供給するステップ（３３０）と、
を含む、方法（３００）。
前記第１のコンプレッサ（１３１）の回転数を変更するステップ（３２０）は、前記第１のタービン（１３２）と並列な第２のタービン（１３４）を使用するステップ（３２１）を含み、前記第１のタービン（１３２）及び前記第２のタービン（１３４）は、前記変速機（１３３）を介して前記第１のコンプレッサ（１３１）に結合される、請求項１１に記載の方法（３００）。
前記１又は２以上のエンジンからの排気ガスを使用することによって、及び／又は、前記第１のタービン（１３２）からの排気を使用することによって、第２のターボ過給機（１３７）を駆動するステップ（３４０）であって、前記第２のターボ過給機（１３７）は、前記第２のコンプレッサ（１３５）の回転数を変更するように構成された追加的な変速機（１３６）を介して前記第２のタービン（１３４）に結合された第２のコンプレッサ（１３５）を有する、ステップ（３４０）と、
前記追加的な変速機（１３６）を使用することによって、前記第２のコンプレッサ（１３５）の回転数を変更するステップ（３５０）と、
前記第２のターボ過給機（１３７）の前記第２のコンプレッサ（１３５）から前記空気潤滑デバイス（１４０）に空気を供給するステップ（３６０）と、
をさらに含む、請求項１１に記載の方法（３００）。
流量制御装置（１６０）を使用する（３３６）ことで、前記１又は２以上のエンジン（１２０）の排気ガス受容器（１２２）に接続された第３のターボ過給機（１１０）の第３のタービン（１１２）に供給される排気ガス流を制御することで、前記第１のターボ過給機（１３０）の回転数を制御することによって、前記空気潤滑デバイス（１４０）に供給される空気量を制御するステップ（３３５）をさらに含み、詳細には、前記流量制御装置（１６０）は、前記第３のタービン（１１２）を迂回する第１のバイパス配管（１３）に設けられる、請求項１１から１３のいずれかに記載の方法（３００）。
バイパス弁（１７０）を使用する（３３７）ことで、前記第１のタービン（１３２）に供給される排気ガス流を制御することで、前記第１のターボ過給機（１３０）の回転数を制御することによって、前記空気潤滑デバイス（１４０）に供給される空気量を制御するステップ（３３５）をさらに含み、前記バイパス弁（１７０）は、前記第１のタービン（１３２）を迂回する第２のバイパス配管（１４）に設けられる、請求項１１から１４のいずれかに記載の方法（３００）。