(57)【要約】【課題】排気ガス出口の配置に関する柔軟性を可能にする船舶用内燃機関を提供すること。【解決手段】本発明は、クランクケース３と、クランクシャフト４と、クランクシャフト振動ダンパー５と、出力側のフライホイール６と、排気ガス出口１１を備えるターボチャージャユニット７と、を有する船舶用内燃機関に関し、クランクシャフト４は、クランクケース３の第１の側面３ａおよび第２の側面３ｂにおいてクランクケース３から突出する。クランクケース３とクランクシャフト４とターボチャージャユニット７とからなる組立体全体が、組立体の相対的なポジションを変えずに垂直軸周りで１８０°回転でき、ダンパー５はクランクシャフト４の第１のセクション４ａに接続されかつフライホイール６はクランクシャフト４の第２のセクション４ｂに接続され、またはダンパー５は第２のセクション４ｂに接続されかつフライホイール６は第１のセクション４ａに接続される。【選択図】図１
2019215000.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクケース（３）を有し、
前記クランクケース（３）内に取り付けられるクランクシャフト（４）を有し、
前記クランクシャフト（４）に連結されるクランクシャフト振動ダンパー（５）を有し、
前記クランクシャフト（４）に連結される出力側のフライホイール（６）を有し、
前記クランクシャフト（４）に対して横断方向に延在する前記クランクケース（３）の第１の側面（３ａ）において前記クランクケース（３）の上方に配置されたターボチャージャユニット（７）であって、排気ガス出口（１１）を備えるターボチャージャユニット（７）を有し、
前記クランクシャフト（４）は、
第１のセクション（４ａ）によって、前記クランクケース（３）のうち前記ターボチャージャユニット（７）が位置決めされる前記第１の側面（３ａ）において突出しており、かつ、
第２のセクション（４ｂ）によって、前記第１の側面（３ａ）の反対側に位置しひいては前記クランクシャフト（４）に対して横断方向に延在する前記ターボチャージャユニット（７）の反対側に位置する前記クランクケース（３）の第２の側面（３ｂ）において、前記クランクケース（３）から突出しており、
前記排気ガス出口（１１）のポジションを適合させるために、前記クランクケース（３）と前記クランクシャフト（４）と前記ターボチャージャユニット（７）とからなる組立体の全体が、前記組立体の相対的なポジションを変えることなく、垂直軸周りで１８０°回転可能であり、
それに応じて、前記クランクシャフト振動ダンパー（５）は、前記クランクシャフト（４）の前記第１のセクション（４ａ）に接続され、かつ前記フライホイール（６）は、前記クランクシャフト（４）の前記第２のセクション（４ｂ）に接続され、
あるいは代替的に、前記クランクシャフト振動ダンパー（５）は、前記クランクシャフト（４）の前記第２のセクション（４ｂ）に接続され、かつ前記フライホイール（６）は、前記クランクシャフト（４）の前記第１のセクション（４ａ）に接続されることを特徴とする船舶用内燃機関。
【請求項２】
前記ターボチャージャユニット（７）の前記排気ガス出口（１１）が出力側に配置される場合、前記クランクケース（３）と前記クランクシャフト（４）と前記ターボチャージャユニット（７）とからなる前記組立体の全体は、前記ターボチャージャユニット（７）が前記出力側に位置決めされる様式で、回転され、
前記クランクシャフト振動ダンパー（５）は、この時、前記クランクシャフト（４）の前記第２のセクション（４ｂ）に接続され、前記フライホイール（６）は、前記クランクシャフト（４）の前記第１のセクション（４ａ）に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の船舶用内燃機関。
【請求項３】
前記排気ガス出口（１１）が前記出力側の反対に位置する側に配置される場合、前記クランクケース（３）と前記クランクシャフト（４）と前記ターボチャージャユニット（７）とからなる前記組立体の全体は、前記ターボチャージャユニット（７）が前記出力側の反対側に位置決めされる様式で、回転され、
前記クランクシャフト振動ダンパー（５）は、この時、前記クランクシャフト（４）の前記第１のセクション（４ａ）に接続され、前記フライホイール（６）は、前記クランクシャフト（４）の前記第２のセクション（４ｂ）に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の船舶用内燃機関。
【請求項４】
前記排気ガス出口（１１）が前記出力側に配置される場合、前記クランクシャフト振動ダンパー（５）のためのフード（１３）が、前記クランクケース（３）の前記第２の側面（３ｂ）において前記クランクシャフト振動ダンパー（５）をカバーし、かつ前記クランクケース（３）の前記第２の側面（３ｂ）においてオイルをオイルパン（８）に誘導し、あるいは、
前記排気ガス出口（１１）が、前記出力側の反対側に配置される場合、前記クランクシャフト振動ダンパー（５）のためのフード（１３）が、前記クランクケース（３）の前記第１の側面（３ａ）において前記クランクシャフト振動ダンパー（５）をカバーし、かつ前記クランクケース（３）の前記第１の側面（３ａ）においてオイルをオイルパン（８）に誘導することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の船舶用内燃機関。
【請求項５】
オイルポンプ（１４）および冷却剤ポンプ（１６、１７）が、前記クランクシャフト（４）に対してオフセットされた状態で前記クランクケース（３）に設置されており、かつ前記クランクケース（３）と前記クランクシャフト（４）と前記ターボチャージャユニット（７）とからなる前記組立体の全体とともに、前記組立体の相対的なポジションを変えることなく、前記垂直軸周りで１８０°回転可能であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の船舶用内燃機関。
【請求項６】
オイルクーラー（１５）が、前記クランクシャフト（４）に対してオフセットされた状態で前記クランクケース（３）に設置されており、かつ前記クランクケース（３）と前記クランクシャフト（４）と前記ターボチャージャユニット（７）とからなる前記組立体の全体とともに、前記組立体の相対的なポジションを変えることなく、前記垂直軸周りで１８０°回転可能であることを特徴とする請求項５に記載の船舶用内燃機関。
【請求項７】
前記クランクシャフト（４）に対してオフセットされた状態で前記クランクケース（３）に設置された前記オイルポンプ（１４）と、前記冷却剤ポンプ（１６、１７）とは、制御駆動部を起点としてまたはクランクシャフト４を起点として、前記クランクシャフト（４）に対してオフセットされた状態で前記クランクケース（３）に設置されたギアホイール（１８）を介して駆動可能であることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の船舶用内燃機関。
【請求項８】
燃料供給部（１２）が、前記クランクシャフト（４）に対してオフセットされた状態で前記クランクケース（３）に設置されており、かつ前記クランクケース（３）と前記クランクシャフト（４）と前記ターボチャージャユニット（７）とからなる前記組立体の全体とともに、前記組立体の相対的なポジションを変えることなく、前記垂直軸周りで１８０°回転可能であることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の船舶用内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶用内燃機関に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
船舶用内燃機関は、クランクケースと、クランクケース内に取り付けられたクランクシャフトと、を備える。さらに、船舶用内燃機関は、クランクシャフト振動ダンパーと出力側フライホイールとを有しており、その両方がクランクシャフトに連結される。さらに、船舶用内燃機関は、ターボチャージャユニットとオイルパンとを備える。ターボチャージャユニットは、クランクケースの上方においてクランクケースの側面に配置されており、かつ典型的にはクランクケースの上面すなわちいわゆるショルダー面に接続されている。ターボチャージャユニットは、排気ガス出口を備える。オイルパンは、クランクケースの下方に配置される。
【０００３】
船舶用内燃機関は、ターボチャージャユニットの排気ガス出口のポジションに関してある程度の柔軟性を必要とする。そのため、排気ガス出口を、内燃機関の出力側に位置決めされる排気筒または内燃機関の出力側の反対に位置する側に位置決めされる排気筒のいずれかに連結することが必要となることがある。実際に公知の船舶用内燃機関は、クランクケースおよびターボチャージャユニットの適切に設計された構成によってのみ、この柔軟性を保証することができる。内燃機関のうち排気ガスの排気筒が位置決めされる側に応じて、クランクケースおよびターボチャージャユニットの異なる設計構成を提供しなければならないため、これは不利である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
船舶用内燃機関の組立体がより小さな変動しか伴わずに、排気ガスの排気筒に対する排気ガス出口の配置に関する柔軟性を実現可能にする船舶用内燃機関が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
これから出発して、本発明は、新しいタイプの船舶用内燃機関を作り出すという目的に基づいている。この目的は、請求項１に基づく船舶用内燃機関によって達成される。本発明によれば、クランクシャフトは、第１のセクションによって、クランクシャフトに対して横断方向に広がりかつその上にターボチャージャユニットが位置決めされるクランクケースの第１の側面において、クランクケースから突出しており、かつ第２のセクションによって、クランクケースの第１の側面の反対側ひいてはターボチャージャユニットの反対側に位置するクランクケースの第２の側面において、クランクケースから突出しており、当該第２の側面も同様にクランクシャフトに対して横断方向に広がっている。排気ガス出口のポジションを適合させるため、クランクケースとクランクシャフトとターボチャージャユニットとの組立体全体は、これらの組立体の相対的なポジションを変えることなく、垂直軸周りで１８０°回転可能であり、それに応じて、クランクシャフト振動ダンパーはクランクシャフトの第１のセクションに接続され、かつフライホイールはクランクシャフトの第２のセクションに接続され、あるいは代替的に、クランクシャフト振動ダンパーはクランクシャフトの第２のセクションに接続され、かつフライホイールはクランクシャフトの第１のセクションに接続される。本発明に基づく船舶用内燃機関の場合、ターボチャージャユニットの向きを変更することによって排気ガス出口の向きも適合させるため、クランクケースとクランクシャフトとターボチャージャユニットとの組立体全体は、組立体の設計構成を変更することなく、かつこれら組立体の相対的なポジションを変えることなく、垂直軸周りで１８０°回転可能である。単に、フライホイールおよびクランクシャフト振動ダンパーのポジションを切り替えることが必要とされている、すなわち、排気ガス出口の選択されたポジションが内燃機関の出力側にあるかまたは内燃機関の出力側の反対に位置する側にあるかに応じて、クランクシャフト振動ダンパーおよびフライホイールは、クランクシャフトの関連セクションに取り付けられる。
【０００６】
特にターボチャージャユニットの排気ガス出口が出力側に接続される場合、クランクケースとクランクシャフトとターボチャージャユニットとの組立体全体は、ターボチャージャユニットが出力側に位置決めされる様式で、回転され、この時、特にクランクシャフト振動ダンパーは、クランクシャフトの第２のセクションに接続され、フライホイールは、クランクシャフトの第１のセクションに接続される。特に、排気ガス出口が出力側の反対に位置する側に配置される場合、クランクケースとクランクシャフトとターボチャージャユニットとの組立体全体は、ターボチャージャユニットが出力側の反対側に位置するよう位置決めされる様式で、回転され、この時、特にクランクシャフト振動ダンパーは、クランクシャフトの第１のセクションに接続され、フライホイールは、クランクシャフトの第２のセクションに接続される。これによって、クランクシャフト、クランクケース、オイルパンおよびターボチャージャユニットの設計構成を変えることなく、排気ガス出口の選択されたポジションに応じて、フライホイールおよびクランクシャフト振動ダンパーをクランクシャフトの関連セクションに接続することが可能となる。
【０００７】
有利なさらなる展開例によれば、船舶用内燃機関は、クランクシャフト振動ダンパーのためのフードを備えており、当該フードは、特に排気ガス出口が出力側に配置される場合に、クランクケースの第２の側面においてクランクシャフト振動ダンパーをカバーしかつクランクケースの第２の側面においてオイルをオイルパンへ誘導し、あるいは、特に排気ガス出口が出力側とは反対側に配置される場合に、クランクケースの第１の側面においてクランクシャフト振動ダンパーをカバーしかつクランクケースの第１の側面においてオイルをオイルパンへ誘導する。フードを用いることによって、排気ガス出口のポジションに応じて、かつクランクシャフトの関連セクションへのクランクシャフト振動ダンパーの接続部に応じて、クランクシャフト振動ダンパーをカバーしかつ規定の様式でオイルパンにオイルを戻すことが可能となる。排気ガス出口のポジションに応じて、ひいてはクランクシャフトの関連セクションへのクランクシャフト振動ダンパーの接続部に応じて、フードもそのポジションを変える。
【０００８】
有利なさらなる展開例によれば、船舶用内燃機関は、オイルポンプと、オイルクーラーと、冷却剤ポンプと、燃料供給部と、を備えており、それらは、クランクシャフトに平行にオフセットされた状態で設置されており、かつクランクケースとクランクシャフトとターボチャージャユニットとの組立体全体とともに、これらの組立体の相対的なポジションを変えることなく、垂直軸周りで１８０°回転可能である。特に、オイルポンプ、オイルクーラー、冷却剤ポンプおよび燃料供給部が、船舶用内燃機関に設置されるかまたはクランクシャフトに平行に横断方向にオフセットされた状態でクランクケースに設置されている場合、クランクケースとクランクシャフトとターボチャージャユニットとの組立体全体の相対的なポジションを変えることなく、あるいは当該組立体が構造的な変動を伴うことなく、オイルポンプ、オイルクーラー、冷却剤ポンプおよび燃料供給部は、クランクケースとクランクシャフトとターボチャージャユニットとの組立体全体とともに垂直軸周りで１８０°回転可能である。「クランクシャフトに平行にオフセットする」とは、オフセットされる組立体がクランクシャフトと整列されないように、クランクシャフトに対してクランクシャフトの半径方向にオフセットする（ずらす）ことを意味する。
【０００９】
本発明の好ましいさらなる展開例は、従属請求項および以下の説明から得られる。本発明の例示的な実施形態は、図面を用いてより詳細に説明されるが、当該図面に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】排気ガス出口のポジションが出力側にある幾何学的配置の、本発明に基づく船舶用内燃機関の概略平面図である。
【図２】図１の側面図である。
【図３】排気ガス出口のポジションが出力側の反対に位置する側にある幾何学的配置の、本発明に基づく船舶用内燃機関の概略平面図である。
【図４】図３の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明は、船舶用内燃機関に関するものである。
【００１２】
図１および図２は、複数のシリンダ２を有する本発明に基づく内燃機関１の例示的な実施形態を示しており、内燃機関１は、クランクケース３と、クランクケース３内に回転可能に取り付けられたクランクシャフト４と、クランクシャフト４に接続されたクランクシャフト振動ダンパー５と、クランクシャフト４に同様に接続された駆動側フライホイール６と、ターボチャージャユニット７と、オイルパン８と、を備える。
【００１３】
ターボチャージャユニット７は、クランクケース３のうちクランクシャフト４に対して横断方向に延在する側面３ａに配置される、すなわちクランクケース３の上方に配置されており、クランクケース３のこの側面３ａにおいて、ターボチャージャユニット７がクランクケース３のショルダー面９に接続されている。オイルパン８は、クランクケース３の下方に配置されている。図１および図２はさらに、船舶用内燃機関１が設置されている船舶の出力部１０のポジションを示しており、この出力部１０は、特に船のプロペラまたは発電機である。
【００１４】
さらに図１および図２は、ターボチャージャユニット７の排気ガス出口１１を示す。詳細には示されない排気ガスターボチャージャユニット７のタービンを介して誘導された排気ガスは、排気ガス出口１１を介してターボチャージャユニット７を離れ、そして詳細に示されない排気ガスの排気筒つまり排煙筒に入ることができる。
【００１５】
クランクシャフト４は、第１のセクション４ａによって、クランクケース３の第１の側面３ａにおいてクランクケース３から突出している。その反対側に位置し、さらにクランクシャフト４に対して横断方向に延在するクランクケース３の側面３ｂにおいて、クランクシャフト４は、第２のセクション４ｂによって、クランクケース３から突出している。クランクケース３の第１の側面３ａにおいてクランクケース３から突出する第１のセクション４ａは、ターボチャージャユニット７の下方に延在している。クランクシャフト４の第２のセクション４ｂは、ターボチャージャユニット７の反対に位置する第２の側面３ｂにおいてクランクケース３から突出する。
【００１６】
図１および図２は船舶用内燃機関１の幾何学的配置を示しており、この幾何学的配置では、ターボチャージャユニット７の排気ガス出口１１は出力側に配向されており、そのためフライホイール６は、この時、クランクケース３の第１の側面３ａにおいてクランクケース３から突出するクランクシャフト４の第１のセクション４ａに連結されており、クランクシャフト振動ダンパー５は、クランクケース３の第２の側面３ｂにおいて第２の側面３ｂから突出するクランクシャフト４の第２のセクション４ｂに接続されており、クランクシャフト４の第２のセクション４ｂは、ターボチャージャユニット７の反対側に位置するクランクケース３の第２の側面３ｂに位置決めされている。
【００１７】
図３および図４は、ターボチャージャユニット７の排気ガス出口１１が排気ガス排気筒つまり排気ガス排煙筒に連結される場合の本発明に基づく内燃機関１の幾何学的配置を示しており、排気ガス排気筒は、内燃機関の出力側には位置決めされておらず、むしろ出力部１０の反対側に位置する内燃機関の側に配置されており、この時、優先的には固定されたオイルパンを備えるクランクケース３とクランクシャフト４とターボチャージャユニット７との組立体全体が、これら組立体３、４、７の互いに対する相対的なポジションを変えることなくかつこれら組立体３、４、７に関して構造的な変動を必要とすることなく、垂直軸周りで１８０°回転される。
【００１８】
ターボチャージャユニット７の排気ガス出口１１を出力部１０の反対に位置する側に再配置できるように内燃機関１を構成するために、単にクランクケース３とクランクシャフト４とターボチャージャユニット７との組立体全体を１８０°回転させる必要がある。さらに、フライホイール６および振動ダンパー５は、図２においてクランクシャフト４の振動ダンパー５がクランクシャフト４の第１のセクション４ａに取り付けられかつフライホイール６がクランクシャフト４の第２のセクション４ｂに取り付けられるように、それらのポジションを交換される。したがって、クランクシャフト振動ダンパー５およびフライホイール６だけが、クランクシャフト４のセクション４ａ、４ｂ上のそれらのポジションつまり取り付け位置を交換される必要がある。
【００１９】
そのため、図１および図２の構成において、フライホイール６は、ターボチャージャユニット７の下方に位置決めされたクランクシャフト４のセクション４ａに連結され、その一方で図３および図４の構成において、振動ダンパー５は、クランクシャフト４のセクション４ａに取り付けられる。これに加えて、図１および図２において、振動ダンパー５は、ターボチャージャユニット７の反対側に位置するクランクケース３の第２の側面３ｂにおいてクランクケース３の第２の側面３ｂから突出するクランクシャフト４の第２のセクション４ｂに連結されており、その一方で、図３および図４の構成においてフライホイール６は、クランクシャフト４のこのセクション４ｂに接続されている。
【００２０】
本発明に基づく内燃機関１において、クランクシャフト振動ダンパー５のためのフード１３が付加的に設けられており、当該フード１３は、クランクシャフト振動ダンパー５をカバーし、かつオイルパン８と相互作用する。図１および図２の構成において、フード１３は、クランクシャフト振動ダンパー５とともに、ターボチャージャユニット７の反対側に位置するクランクケース３の側面３ｂに取り付けられており、フード１３は、この側面において、クランクシャフト振動ダンパー５から出たオイルをオイルパン８へ戻るよう誘導する。反対に図３および図４の構成において、フード１３は、クランクシャフト振動ダンパー５とともに、クランクケース３の第１の側面３ａにすなわちターボチャージャユニット７が取り付けられる側面に取り付けられおり、この時フード１３は、クランクケース３のこの側面３ａにおいてオイルをオイルパン８に戻すように誘導する。
【００２１】
したがって、オイルパン８は、船舶用内燃機関１の構成に応じて、すなわち排気ガス出口１１が出力部１０に対してどこに位置決めされるか応じて、クランクシャフト振動ダンパー５からのオイルをオイルパン８に戻すために、フード１３のための対応するインターフェースを提供する。フード１３は、側面３ａ、３ｂの両方においてクランクケース３に接続することができる。
【００２２】
船舶用内燃機関１は、さらに、オイルポンプ１４と、オイルクーラー１５と、冷却剤ポンプ１６、１７と、燃料接続部１２と、を備える。これらの組立体、すなわちオイルポンプ１４、オイルクーラー１５、冷却剤ポンプ１６、１７ならびに燃料供給部１２の各々は、クランクシャフト４に平行に延在するクランクケース３の側面３ｃ、３ｄに設置されている。したがって、図１〜図４では、オイルポンプ１４、オイルクーラー１５および燃料供給部１２が、クランクケース３の側面３ｄにともに設置され、冷却剤ポンプ１６、１７が、クランクケース３のうち反対側に位置する側面３ｄにともに設置されている。それゆえ、これらの組立体１４、１５、１６、１７および１２は、軸方向においてクランクシャフト４と整列されていないが、クランクシャフト４に対してクランクシャフト４の半径方向に見て平行にずらされており、そのためクランクケース３とクランクシャフト４とターボチャージャユニット７とを全体的に転回させることによって、組立体１４、１５、１６、１７および１２を、それらの相対的なポジションを変えることなくかつ構造的な変動を必要とせずに、垂直軸周りで１８０°共回転させることができる、すなわち組立体３、４、７とともに回転させることができる。ギアホイール駆動装置１８が、クランクシャフト４に平行にオフセットされた状態でクランクケース３において側面に沿って設置されており、ギアホイール駆動装置１８は、オイルポンプ１４および冷却剤ポンプ１６、１７を駆動するよう機能し、かつ制御駆動部またはクランクシャフト４を起点としてポンプ１４、１６および１７を駆動する。
【００２３】
本発明に基づく内燃機関は、出力部１０に対してターボチャージャ組立体７の排気ガス出口１１をどこに位置決めするかに応じて適合可能である。この目的のため、クランクケース３、クランクシャフト４およびターボチャージャユニット７全体と同様に組立体１２、１４、１５、１６、１７および１８は、単に、垂直軸周りで１８０°回転されることを必要とするだけである。クランクシャフト振動ダンパー５およびフライホイール６ならびにフード１３は、単に、クランクシャフト４およびクランクケース３のそれぞれにおける取り付け位置を変えることを必要とするだけである。ターボチャージャセンブリ７について、クランクケース３に対するその取り付け位置を変更する必要はない。したがって、ターボチャージャユニット７を取り付けるためのショルダー面９のみをクランクケース３に設ける必要があり、その結果、クランクケース３は、それに対応して、より短く構成することができる。
【符号の説明】
【００２４】
１  船舶用内燃機関
２  シリンダ
３  クランクケース
３ａ  側面
３ｂ  側面
３ｃ  側面
３ｄ  側面
４  クランクシャフト
４ａ  セクション
４ｂ  セクション
５  クランクシャフト振動ダンパー
６  フライホイール
７  ターボチャージャユニット
８  オイルパン
９  ショルダー面
１０  出力部
１１  排気ガス出口
１２  燃料流入部
１３  フード
１４  オイルポンプ
１５  オイルクーラー
１６  冷却剤ポンプ
１７  冷却剤ポンプ
１８  ギアホイール駆動装置
【図１】
2019215000.tif 000003
【図２】
2019215000.tif 000004
【図３】
2019215000.tif 000005
【図４】
2019215000.tif 000006
【外国語明細書】
2019215000000001.pdf