(57)【要約】【課題】単純化された構造を含み且つより安い費用で製造し得る特定の指定電源によって駆動される内燃機関の動作に起因する質量力によって生成される振動を補償するよう構成される振動補償装置を提供する。【解決手段】振動補償装置は、反対方向に回転可能な２つのロータ素子（３Ａ，３Ｂ）を含む。振動補償装置は、ロータ素子（３Ａ，３Ｂ）を連続的な動作において回転するために主電源（１）によって駆動され、停止状態からロータ素子（３Ａ，３Ｂ）の回転を開始するために利用される追加的な始動電源（６）が設けられる。【選択図】図１
2012233573.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の動作に起因する質量力によって生成される振動を補償するよう構成される振動補償装置であって、当該振動補償装置は、前記内燃機関に割り当てられ、当該装置は、
少なくとも２つのロータ素子を含むロータ構成を含み、前記少なくとも２つのロータ素子は、互いに同軸又は平行なそれぞれの軸について反対の回転方向に回転可能であり、各ロータ素子は、それぞれの軸に対して質量に関連する偏心を有し、
前記ロータ素子に駆動的に接続される主電源を含み、
前記ロータ素子の回転速度及び回転位相が前記内燃機関の回転速度及び回転位相に対する所定の関係を達成するよう連続的な動作において前記主電源を制御する制御装置を含み、
当該振動補償装置は、前記主電源に加えて、前記ロータ素子に駆動的に接続可能な始動電源を含み、前記制御装置は、前記ロータ素子が停止状態から所定の回転に関連する状態に向かって移動されるよう、前記始動電源の開始動作を制御することを特徴とする、
振動補償装置。
【請求項２】
前記始動電源は、前記ロータ素子を前記停止状態から移動するために、前記ロータ素子の回転の開始後に作動され、前記所定の回転に関連する条件が満足されるならば、その動作は停止され、前記所定の回転に関連する条件が満足された後、前記ロータ素子は、前記主電源だけによって駆動される、請求項１に記載の振動補償装置。
【請求項３】
前記ロータ素子が上死点を通じて少なくとも一度回転されるならば、並びに／或いは、前記ロータ素子の回転速度が所定の始動回転速度よりも高いならば、前記所定の回転に関連する条件は満足される、請求項２に記載の振動補償装置。
【請求項４】
前記主電源は、前記ロータ素子に第一トルクを適用可能であり、前記始動電源は、前記ロータ素子に第二トルクを適用可能であり、前記第一トルクは、前記第二トルクよりも小さい、請求項１乃至３のうちのいずれか１項に記載の振動補償装置。
【請求項５】
前記主電源は、前記ロータ素子の前記動作速度が前記内燃機関の前記動作速度の整数倍であるよう、前記制御装置によって制御され、前記整数倍は、好ましくは、２の値を有する、請求項１乃至４のうちのいずれか１項に記載の振動補償装置。
【請求項６】
前記ロータ素子と前記始動電源との間のトルク伝達経路内に配置される切り換え可能なクラッチを更に含み、該切替可能なクラッチは、前記始動電源が作動されるときに係合され、前記始動電源が作動されないときに解放される、請求項１乃至５のうちのいずれか１項に記載の振動補償装置。
【請求項７】
前記始動電源の前記トルク及び／又は前記主電源の前記トルクが入力される伝動装置を更に含み、該伝動装置は、前記伝動装置から前記ロータ素子に伝達される結合トルクを出力する、請求項１乃至７のうちのいずれか１項に記載の振動補償装置。
【請求項８】
前記伝動装置は、反対の回転方向において、前記それぞれのロータ素子にトルクを出力する、請求項７に記載の振動補償装置。
【請求項９】
前記構成は、前記ロータ素子を下死点から上死点を通じて移動することが、前記ロータ素子を前記停止状態から始動させた後、前記始動電源によって提供される定格トルク、又は、前記主電源によって提供される定格トルクによって補充される前記始動電源によって提供される定格トルクを必要とするように構成される、請求項１乃至８のうちのいずれか１項に記載の振動補償装置。
【請求項１０】
前記構成は、前記ロータ素子を下死点から上死点を通じて移動することが、前記ロータ素子を前記停止状態から始動させた後、前記主電源のみによって提供される前記定格トルクよりも高いトルクを必要とするように構成される、請求項１乃至９のうちのいずれか１項に記載の振動補償装置。
【請求項１１】
前記主電源は、電気モータであり、前記始動電源は、加圧空気モータである、請求項１乃至１０のうちのいずれか１項に記載の振動補償装置。
【請求項１２】
前記電気モータは、交流誘電モータであり、且つ／或いは、前記加圧空気モータは、タービン式の空気モータである、請求項１１に記載の振動補償装置。
【請求項１３】
前記制御装置は、前記ロータ素子の前記回転速度及び／又は前記回転速度を示すセンサ並びに前記内燃機関のクランクシャフトの前記回転速度及び／又は前記回転相を示すセンサからの振動を取得し、前記制御装置は、前記主電源及び前記始動電源を制御するために前記信号を利用する、請求項１乃至１２のうちのいずれか１項に記載の振動補償装置。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のうちのいずれか１項に記載の振動補償装置と、内燃機関とを含むシステムであって、前記振動補償装置が割り当てられる前記内燃機関は、ディーゼルエンジン、好ましくは、２ストロークディーゼルエンジンであり、前記振動補償装置及び前記内燃機関は、当該システムの構造内に振動伝導的に取り付けられる、システム。
【請求項１５】
当該システムは、前記構造を形成する船殻を有する船舶、又は、前記構造を形成する土台を有する発電プラントとして具現化される、請求項１４に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動補償装置に関し、当該装置は、内燃機関（エンジン）の動作に起因する質量力によって生成される振動を補償するよう構成され、当該装置は、内燃機関に割り当てられる。
【背景技術】
【０００２】
船舶の船殻内に取り付けられる内燃機関のような、内燃機関の動作によって生成される振動を相殺するために利用される振動補償装置は知られている。具体的には、従来技術に従った振動補償装置は、反対の回転方向に回転される２つのロータ素子を含む。特定方向における慣性力をもたらすために、ロータ素子は回転軸に対して偏心し、同じ回転速度で回転される。既知の装置は、内燃機関と共に振動システムを形成する構造内に取り付けられる。回転するロータ素子の回転速度及び回転相は、内燃機関の回転速度及び回転相に基づき制御される。
【０００３】
ロータ素子を回転するために、振動補償装置のために必要とされるトルクを特定の伝動装置構成を介して内燃機関から直接的に取り出し得る。しかしながら、振動の補償が必要とされない場合、振動補償装置を駆動することは、システム全体の効率減少を招く。
【０００４】
この問題に鑑み、ロータ素子の回転と内燃機関の回転との間の所定の関係を維持するために、電気モータのような指定電源によって駆動される振動補償装置が提案される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
単純化された構造を含み且つより安い費用で製造し得る特定の指定電源によって駆動される内燃機関の動作に起因する質量力によって生成される振動を補償するよう構成される振動補償装置を提供することが本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的は、請求項１の機能の組み合わせを有する振動補償装置によって解決される。更なる有利な開発は、従属項中に定められる。
【０００７】
本発明は、内燃機関の動作に起因する質量力によって生成される振動を補償するよう構成される振動補償装置を提供し、振動補償装置は、内燃機関に割り当てられる。振動補償装置は、少なくとも２つのロータ素子を含むロータ構成を含み、少なくとも２つのロータ素子は、互いに同軸又は平行なそれぞれの軸について反対の回転方向に回転可能である。各ロータ素子は、それぞれの軸に対して質量に関連する偏心を有する。更に、ロータ素子に駆動的に接続される主電源が提供される。
【０００８】
振動補償装置は、制御装置を含み、制御装置は、ロータ素子の回転速度及び回転相が内燃機関の回転速度及び回転相に対する所定の関係を達成するよう、連続的な動作において主電源を制御する。
【０００９】
本発明の基本的な着想によれば、振動補償装置は、主電源に加えて、ロータ素子に駆動的に接続可能な始動電源を含み、制御装置は、ロータ素子が停止状態から所定の回転に関連する状態に向かって移動されるよう始動電源の開始動作を制御する。
【００１０】
本発明によれば、主電源は、振動補償装置の所定の動作状態を維持するために利用される。よって、主電源は、装置の連続的又は安定的な動作の観点から設計される電力出力又はトルクを提供することが要求される。即ち、主電源は、装置の連続動作における摩擦損失を克服し且つ内燃機関の回転速度の変化に基づきロータ素子の回転速度の規制を行うのに十分なトルクを提供することが要求される。
【００１１】
ロータ素子が停止状態にある状況において、ロータ素子の偏心性は、ロータ素子が下死点に位置付けられる状況をもたらす。ロータ素子の回転を始動する要件に基づき、ロータ素子は、先ず、下死点から高トルクを要求する上死点に向かって移動されなければならない。他方、ロータ素子の回転相及び回転速度の制御を開始するために、特定の回転速度が達成されなければならない。発明的な解決策によれば、主電源に加えて、ロータ素子を下死点から上死点まで移動し且つ特定の回転に関連する条件を達成するためにロータ素子を駆動する始動電源が設けられる。
【００１２】
発明的な振動補償装置の特定の構成の効果である。主電源は連続的又は安定的な動作のために使用されるので、従来技術の電源に対して減少された定格トルク又は定格出力を伴う主電源を設計し得るが、開始後、停止状況からのロータ素子の回転は、ロータ素子を下死点から上死点まで移動し且つ特定の回転に関連する条件を達成するのに十分なトルクを伴って設計される始動電源によって達成される。従って、寸法、定格トルク、及び、定格出力に関して、加えて、電力消費に関して、主電源を小型化し得る。本発明によれば、振動補償装置を全体的に小型化し、その製造及び動作費用を削減し得る。
【００１３】
好ましくは、始動電源は、ロータ素子を停止状態から移動するために、ロータ素子の回転の開始後に作動され、所定の回転に関連する条件が満足されるならば、その動作は停止され、所定の回転に関連する条件が満足された後、ロータ素子は主電源だけによって駆動され或いは専ら主電源によって駆動される。
【００１４】
そのような構成を備えるならば、始動動作だけのために適合される始動電源を利用し得る。何故ならば、そのような始動電源の要件は、制御性に関して低いからである。
【００１５】
好ましくは、ロータ素子が上死点を通じて少なくとも一度回転されるならば、並びに／或いは、ロータ素子の回転速度が所定の始動回転速度よりも高いならば、所定の回転に関連する条件は満足される。
【００１６】
振動補償装置の開始後、主要な要件は、振動動作が可能であるよう、ロータ素子が上死点を通じて移動されることである。更に、ロータ素子の回転相及び回転速度の制御を開始するために、回転システム全体の慣性の故に、所定の回転速度が達成されなければならない。
【００１７】
好ましくは、主電源は、ロータ素子に第一トルクを適用可能であり、始動電源は、ロータ素子に第二トルクを適用可能であり、第一トルクは、第二トルクよりも小さい。
【００１８】
本発明によれば、トルクの減少を伴って主電源を設計し得る。何故ならば、高トルクを要求する開始動作は、始動電源の動作によって達成されるからである。
【００１９】
好ましくは、主電源は、ロータ素子の動作速度が内燃機関の動作速度の整数倍であるよう制御装置によって制御され、整数倍は、好ましくは、２の値を有する。
【００２０】
内燃機関の動作に起因する二次振動が可能な限り減少させられるべき全振動周波数範囲の範囲であるのは既知である。しかしながら、整数倍が２と異なる値を有し得るよう、異なる次数を考慮に入れ得る。
【００２１】
好ましくは、ロータ素子と始動電源との間のトルク伝達経路内に配置される切り換え可能なクラッチを更に含み、切替可能なクラッチは、始動電源が作動されるときに係合され、始動電源が作動されないときに解放される。
【００２２】
始動電源は始動後だけに使用されるので、ロータ素子と始動電源との間の伝動経路内で切り換え可能なクラッチを解放することは、さもなければ始動電源を空転(drag)することの故に生成される電力損失を減少させる。
【００２３】
好ましくは、振動補償装置は、伝動装置を更に含み、始動電源のトルク及び／又は主電源のトルクが伝動装置に入力され、伝動装置は、伝動装置からロータ素子に伝達される結合トルクを出力する。
【００２４】
この構成によれば、主電源の出力トルク及び始動電源の出力トルクを伝動装置に導入可能であり、結合トルクをロータ素子に出力し得るよう主電源の出力トルク及び始動電源の出力トルクを結合し得る。更に、伝動装置は、それぞれの電源からの回転速度を所定のギア比に基づく要件に適合させるための構成として働く。加えて、伝動装置は、ロータ素子を反対方向に回転させるための回転を提供するための手段として働く。
【００２５】
好ましくは、前記構成は、ロータ素子を停止状態から始動させた後、ロータ素子を下死点から上死点を通じて移動することが、始動電源によって提供される定格トルク又は主電源によって提供される定格トルクによって補充される始動電源によって提供される定格トルクを必要とするように構成される。
【００２６】
上記に定められる構成に基づき、始動電源のみを作動することによって、或いは、始動電源及び主電源を組み合わせて作動することによって、ロータ素子を下死点から上死点を通じて移動するための開始動作を達成し得る。後者の場合、始動電源の寸法及び定格出力又は定格トルクを更に減少し得る。何故ならば、始動電源の出力は主電源によって提供される出力によって補充されるからである。
【００２７】
好ましくは、前記構成は、ロータ素子を停止状態から始動させた後、ロータ素子を下死点から上死点を通じて移動することが、主電源のみによって提供される定格トルクよりも高いトルクを必要とするように構成される。
【００２８】
主電源の寸法を最小限化するために、ロータ構成の開始動作及び連続的又は安定的な動作のための区別された要件を考慮に入れることによって、システムを更に単純化し得るし、その製造コストを更に減少し得る。
【００２９】
好ましくは、主電源は、電気モータであり、始動電源は、加圧空気モータである。
【００３０】
更に好ましくは、電気モータは、交流誘電モータであり、且つ／或いは、加圧空気モータは、タービン式空気モータである。
【００３１】
電気モータは、特別で簡単な位相及び速度の制御を可能にする特別な特性を有する。更に、当該技術分野において既知の周波数インバータによって交流誘導モータを制御し得る。
【００３２】
加圧空気モータ、特に、タービン式空気モータは低い保守要件を有し、一般的に使用される弁制御機構によってタービン式空気モータを制御し得る。加えて、加圧空気モータは、ロータ構成を始動するために必要とされる高い出力トルクをもたらすよう構成されるのに対し、特別な位相及び速度の制御は要求されない。
【００３３】
上記に定められる効果を達成し得る限り、主電源及び始動電源を異なる装置として具現化し得る。
【００３４】
好ましくは、制御装置は、ロータ素子の回転速度及び／又は回転速度を示すセンサ並びに内燃機関のクランクシャフトの回転速度及び／又は回転相を示すセンサからの振動を取得する。更に、制御装置は、主電源及び始動電源を制御するために信号を利用する。
【００３５】
問題の回転部材の回転相又は位置を示す信号を提供するセンサに基づき、回転相及び回転速度の単純で正確な制御を行い得る。
【００３６】
加えて、振動補償装置の動作を要件に適合し得る。即ち、そのような制御の使用と共に必要に応じて、内燃機関の回転速度及び回転相に対する所定の関係を変更し得る。
【００３７】
本発明は、更に、前述に定められたような振動補償装置と内燃機関とを含むシステムを提供し、振動補償装置が割り当てられる内燃機関は、ディーゼルエンジン、好ましくは、２ストロークディーゼルエンジンであり、振動補償装置及び内燃機関は、当該システムの構造内に振動伝導的に取り付けられる。好ましくは、システムは、構造を形成する船殻を有する船舶として、代替的に、構造を形成する土台を有する発電プラントとして具現化される。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】実施態様に従った振動補償装置を示す断面図である。
【図２】実施態様に従った振動補償装置を示す上面図である。
【図３】実施態様に従った振動補償装置を示す正面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
添付の図面に基づき本発明に従った実施態様を以下に説明する。
【００４０】
本発明に従った振動補償装置の実施態様を以下に説明する。船舶の船殻内に取り付けられる内燃機関に起因する振動を相殺するために、この実施態様に従って例示される振動補償装置を利用し得る。
【００４１】
先ず、振動補償装置の一般的な構造を図面に基づき説明する。図１に例示されるように、振動補償装置は、ハウジング７を含み、ハウジング７は、底部に支持体８を備える。支持体８によって振動補償を必要とする構造にハウジング７を取り付け得るよう支持体８を形成する。装置の動作中に生成される質量力を、装置と駆動源としての内燃機関を有する船舶の船殻のような構造との間に移転し得るよう、支持体８を有するハウジング７を構造に取り付ける。
【００４２】
本実施態様において、ロータ素子３Ａ，３Ｂは、それぞれのジャーナル１３Ａ，１３Ｂの上に同軸に回転可能に配置され、ジャーナル１３Ａ，１３Ｂは、ハウジング７内に取り付けられ、ロータ素子３Ａ，３Ｂのそれぞれの回転軸を形成する。ロータ素子３Ａ，３Ｂは、軸受１１Ａ，１１Ｂを介してジャーナル１３Ａ，１３Ｂ上で支持される。図１及び図３に見ることができるように、ロータ素子３Ａ，３Ｂは、それらの回転軸に対して偏心している。図３は、停止状態におけるロータ配置３を形成するロータ素子３Ａ，３Ｂを示しており、停止状態において、ロータ素子３Ａ，３Ｂは、下死点に位置付けられる。
【００４３】
図１に例示されるように、各ロータ素子は、被駆動輪１５Ａ，１５Ｂを備え、本実施態様において、被駆動輪１５Ａ，１５Ｂは、スプロケットによって形成されている。ロータ素子３Ａ，３Ｂを独立して回転し得るよう、ロータ素子３Ａ，３Ｂをジャーナル１３Ａ，１３Ｂ上に回転可能に支持する。
【００４４】
実施態様に従った振動補償装置は、振動補償装置のハウジング７の頂部の上に位置付けられるロータ素子３Ａ，３Ｂを駆動するための構成を含む。図１に見ることができるように、その構成は、以下に説明するように、主電源としての電気モータ１と、始動電源としての加圧空気モータ６とを含む。図２は、加圧空気モータ６と電気モータ１との間に位置付けられる伝動装置２を例示している。トルク伝動継手１０を介して電気モータ１を伝動装置２に駆動的に接続する。加圧空気モータ６はクラッチを介して伝動装置２に接続可能であり、クラッチは、この実施態様では噛み合いクラッチ９として形成され、係合位置と切断位置との間で切り換え可能である。噛み合いクラッチ９の係合位置では、加圧空気モータ６のトルクを歯車伝動装置に導入し得る。噛み合いクラッチ９が切断される場合、加圧空気モータ６と伝動装置２との間のトルク伝達は抑制される。
【００４５】
図２に見ることができるように、伝動装置２は、２つの出力シャフトを含み、２つの出力シャフトは、加圧空気モータ６及び電気モータ１の軸に対して垂直であり、互いに同軸である。出力シャフトは駆動輪を備え、駆動輪は、駆動スプロケット１６Ａ，１６Ｂとして具現化されている。駆動スプロケット１６Ａ，１６Ｂは、ロータ素子３Ａ，３Ｂの被駆動スプロケット１５Ａ，１５Ｂと整列される。
【００４６】
図３に見ることができるように、駆動スプロケット１６Ａは、チェーン５Ａによって被駆動スプロケット１５Ａに接続され、駆動スプロケット１６Ｂは、チェーン５Ｂによって被駆動スプロケット１５Ｂに接続される。
【００４７】
駆動スプロケット１６Ａ，１６Ｂの回転方向が互いに反対であるよう電気モータ１からの回転入力が駆動スプロケット１６Ａ，１６Ｂの回転に変換されるよう、歯車伝動装置をベベル歯車構成によって形成する。ロータ素子の反対方向の回転が達成されるよう、駆動スプロケット１６Ａ，１６Ｂの回転は、被駆動スプロケット１５Ａ，１５Ｂに伝達される。駆動スプロケット１６Ａ，１６Ｂの寸法及び被駆動スプロケット１５Ａ，１５Ｂの寸法は、スプロケット間に所定のギア比が達成されるように設定される。本実施態様では、伝動装置２からロータ素子３Ａ，３Ｂへのトルクを増大するために、駆動スプロケット１６Ａ，１６Ｂの寸法は、被駆動スプロケット１５Ａ，１５Ｂの寸法よりも小さい。
【００４８】
噛み合いクラッチ９が係合され、且つ、加圧空気を加圧空気モータ６に供給するために、加圧空気モータ６のために設けられる制御弁が開いているとき、加圧空気モータ６の回転は、伝動装置２に導入される。
【００４９】
振動補償装置は、例示されていない制御装置を更に含む。振動補償装置の制御を行うために、制御装置はセンサからの信号を得る。センサは、振動構造中に配置される内燃機関のクランクシャフトの回転位置を検出するセンサを含む。更に、制御装置は、ロータ素子３Ａ及びロータ素子３Ｂの回転位置をそれぞれ検出するために設けられるセンサからも信号を得る。センサによってもたらされる信号に基づき、それぞれの素子、即ち、内燃機関のクランクシャフト、ロータ素子３Ａ、及び、ロータ素子３Ｂの回転相を検出し、且つ、制御のために利用し得る。
【００５０】
実施態様に従った振動補償装置の制御を以下に説明する。
【００５１】
停止状態において、ロータ素子３Ａ，３Ｂは、それらの偏心性の故に、下死点に位置付けられる。内燃機関が始動したという決定によって示される開始条件に基づき、制御装置はロータ素子３Ａ，３Ｂの回転を開始するための開始手順を始動する。実施態様によれば、制御装置は、加圧空気が加圧空気モータ６に供給されるよう制御弁４を制御する。この関係で、加圧空気モータ６からのトルク出力が伝動装置２に導入されるよう、噛み合いクラッチ９は係合位置に切り換えられる。伝動装置２は、反対の回転方向において、駆動スプロケット１６Ａ，１６Ｂにトルクを供給する。駆動スプロケット１６Ａ，１６Ｂに供給されるトルクがロータ素子３Ａ，３Ｂをロータ素子３Ａ，３Ｂの下死点から上死点に向かって並びに上死点を通じて移動するのに十分であるよう、加圧空気モータ６の定格トルク及び定格出力を設計する。
【００５２】
制御装置は、ロータ素子３Ａ，３Ｂの回転相を継続的に検出する。ロータ素子３Ａ，３Ｂが上死点を通じて移動されるや否や、制御装置は、開始手順を終了し得ることを決定する。ロータ素子３Ａ，３Ｂが、少なくとも一度上死点を通じて移動させられるという、上述の回転に関連する条件を満足する場合、トルクが加圧空気モータ６から伝動装置２に最早伝達されないよう、制御装置は制御弁４を切り、噛み合いクラッチ９を切断する。この手順と同期して、制御装置の制御に基づき、電気モータ１の動作が始動される。
【００５３】
振動補償装置の継続的な動作のためのロータ素子３Ａ，３Ｂの特定の回転条件が達成され且つ維持されるよう、制御装置によって電気モータ１を制御する。この実施態様では、ロータ素子３Ａ，３Ｂの回転方向がそれぞれ反対であり且つ回転するロータ素子３Ａ，３Ｂが上死点及び下死点を通じて同期して移動するよう回転条件を設定する。そのような動作に基づき、回転するロータ素子３Ａ，３Ｂによる質量誘起力が、ジャーナル１３Ａ，１３Ｂを介してハウジング７と垂直に向けられる支持体８とに加えられる。しかしながら、振動補償装置の質量誘起力の方向は垂直方向に限定されず、振動を相殺するための手段を必要とする特定の構造における必要に適合される。当該技術分野において既知のロータ素子の回転相を採用することによって、質量誘起力の方向を設定し得る。
【００５４】
振動補償装置を継続的に作動する、即ち、開始手順が終了した後にロータ素子３Ａ，３Ｂを駆動するのに十分な定格トルク及び定格出力をもたらすよう電気モータ１を設計する。結果的に、電気モータ１を唯一の電源として利用する従来技術のシステムに比べて幾分低い定格トルク及び定格出力を備えるよう電気モータを設計し得る。
【００５５】
船殻を有する船舶であって、船舶用の電源が振動システムを形成する船殻内に取り付けられる内燃機関である船舶内で、上記説明した振動補償装置を利用し得る。振動補償装置は、内燃機関の動作に起因する特定の振動作用の相殺をもたらすために、船殻内に振動伝動的に取り付けられる。特に船舶の船殻にとって、内燃機関の動作に起因する二次振動(second order vibration)が最も重大な振動範囲であるという事実の故に、本実施態様において、振動補償装置は、内燃機関の回転速度の二倍の回転速度で駆動される。しかしながら、振動補償装置の精巧な制御の故に、ロータ素子３Ａ，３Ｂの回転速度及び位相と内燃機関の回転速度及び位相との間の他の関係も選択可能であり、且つ、正確に制御可能である。
【００５６】
修正実施態様を以下に説明する。
【００５７】
主電源を電気モータ１として説明したが、油圧モータのような異なる電源を利用することが可能である。加えて、始動電源を加圧空気モータ６として説明したが、始動電源は油圧モータ又は追加的な電気モータのような異なる電源であってもよい。
【００５８】
スプロケット及びチェーンに基づき駆動源からロータ素子への出力伝達を説明した。しかしながら、電源からロータ素子への出力伝達が実現され且つ位相及び速度制御の要件を満足する限り、他の構成も可能である。
【００５９】
更に、ロータ素子３Ａ，３Ｂの回転軸を形成するジャーナルが同軸に配置される構成に基づき実施態様を説明した。しかしながら、ロータ素子３Ａ，３Ｂの反対方向の回転に基づき質量力を達成し得る限り、平行な軸を備えるような異なる方法においてロータ素子３Ａ，３Ｂを配置し得る。
【００６０】
更に、噛み合いクラッチ９を、摩擦クラッチ又は一方向軸受のような、始動電源及び歯車伝動装置の接続及び切断を可能にする構造と置換し得る。
【００６１】
単一の対のロータ素子を含む構造に基づき本発明を例示した。複数の次数(order)の振動を相殺するために、異なる次数の振動を考慮に入れて、異なる回転速度で回転される１よりも多くの対のロータ素子を設け得る。振動補償装置の用途は、垂直方向又は水平方向に向けられる振動のような、如何なる特定の種類の振動にも限定されない。更に、振動補償装置の動作を要件、具体的には、力の方向及び振動の次数に適合し得る。
【００６２】
上記実施態様では、振動構造として船殻を有する船舶に関して振動補償装置の用途を議論した。しかしながら、発電プラントのような異なる用途のために振動補償装置を利用可能であり、その場合、振動システムは、内燃機関を支持し且つ発電のために使用される内燃機関に起因する振動を補償するための振動補償装置を支持する発電プラントの土台によって形成される。本発明の効果及び利点が達成される限り、振動補償装置の他の用途も可能である。
【００６３】
振動補償装置は、反対方向に回転可能な２つのロータ素子（３Ａ，３Ｂ）を含む。振動補償装置は、ロータ素子（３Ａ，３Ｂ）を連続的な動作において回転するために主電源（１）によって駆動され、停止状態からロータ素子（３Ａ，３Ｂ）の回転を開始するために利用される追加的な始動電源（６）が設けられる。
【符号の説明】
【００６４】
１      電気モータ (electric motor)
２      伝動装置 (transmission)
３Ａ    ロータ素子 (rotor element)
３Ｂ    ロータ素子 (rotor element)
４      制御弁 (control valve)
５Ａ    チェーン (chain)
５Ｂ    チェーン (chain)
６      加圧空気モータ (pressurized air motor)
７      ハウジング (housing)
８      支持体 (support)
９      噛み合いクラッチ (dog clutch)
１０    トルク伝動継手 (torque transmitting coupling)
１１Ａ  軸受 (bearing)
１１Ｂ  軸受 (bearing)
１３Ａ  ジャーナル (journal)
１３Ｂ  ジャーナル (journal)
１５Ａ  被駆動スプロケット (driven sprocket)
１５Ｂ  被駆動スプロケット (driven sprocket)
１６Ａ  駆動スプロケット (drive sprocket)
１６Ｂ  駆動スプロケット (drive sprocket)
【図１】
2012233573.tif 000003
【図２】
2012233573.tif 000004
【図３】
2012233573.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成24年4月5日(2012.4.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の動作に起因する質量力によって生成される振動を補償するよう構成される振動補償装置であって、当該振動補償装置は、前記内燃機関に割り当てられ、当該装置は、
少なくとも２つのロータ素子を含むロータ構成を含み、前記少なくとも２つのロータ素子は、互いに同軸又は平行なそれぞれの軸について反対の回転方向に回転可能であり、各ロータ素子は、それぞれの軸に対して質量に関連する偏心を有し、各ロータ素子は、停止状態におけるそれらの偏心性の故に、下死点に位置付けられ、
前記ロータ素子に駆動的に接続される主電源を含み、
前記ロータ素子の回転速度及び回転位相が前記内燃機関の回転速度及び回転位相に対する所定の関係を達成するよう連続的な動作において前記主電源を制御する制御装置を含み、
当該振動補償装置は、前記主電源に加えて、前記ロータ素子に駆動的に接続可能な始動電源を含み、前記制御装置は、各ロータ素子が前記停止状態から所定の回転に関連する状態としての前記ロータ素子の上死点に向かって並びに該上死点を通じて移動されるよう、前記始動電源の開始動作を制御することを特徴とする、
振動補償装置。
【請求項２】
前記始動電源は、前記ロータ素子を前記停止状態から移動するために、前記ロータ素子の回転の開始後に作動され、前記所定の回転に関連する条件が満足されるならば、その動作は停止され、前記所定の回転に関連する条件が満足された後、前記ロータ素子は、前記主電源だけによって駆動される、請求項１に記載の振動補償装置。
【請求項３】
前記ロータ素子が上死点を通じて少なくとも一度回転されるならば、並びに／或いは、前記ロータ素子の回転速度が所定の始動回転速度よりも高いならば、前記所定の回転に関連する条件は満足される、請求項２に記載の振動補償装置。
【請求項４】
前記主電源は、前記ロータ素子に第一トルクを適用可能であり、前記始動電源は、前記ロータ素子に第二トルクを適用可能であり、前記第一トルクは、前記第二トルクよりも小さい、請求項１乃至３のうちのいずれか１項に記載の振動補償装置。
【請求項５】
前記主電源は、前記ロータ素子の前記動作速度が前記内燃機関の前記動作速度の整数倍であるよう、前記制御装置によって制御され、前記整数倍は、好ましくは、２の値を有する、請求項１乃至４のうちのいずれか１項に記載の振動補償装置。
【請求項６】
前記ロータ素子と前記始動電源との間のトルク伝達経路内に配置される切り換え可能なクラッチを更に含み、該切替可能なクラッチは、前記始動電源が作動されるときに係合され、前記始動電源が作動されないときに解放される、請求項１乃至５のうちのいずれか１項に記載の振動補償装置。
【請求項７】
前記始動電源の前記トルク及び／又は前記主電源の前記トルクが入力される伝動装置を更に含み、該伝動装置は、前記伝動装置から前記ロータ素子に伝達される結合トルクを出力する、請求項１乃至７のうちのいずれか１項に記載の振動補償装置。
【請求項８】
前記伝動装置は、反対の回転方向において、前記それぞれのロータ素子にトルクを出力する、請求項７に記載の振動補償装置。
【請求項９】
前記構成は、前記ロータ素子を下死点から上死点を通じて移動することが、前記ロータ素子を前記停止状態から始動させた後、前記始動電源によって提供される定格トルク、又は、前記主電源によって提供される定格トルクによって補充される前記始動電源によって提供される定格トルクを必要とするように構成される、請求項１乃至８のうちのいずれか１項に記載の振動補償装置。
【請求項１０】
前記構成は、前記ロータ素子を下死点から上死点を通じて移動することが、前記ロータ素子を前記停止状態から始動させた後、前記主電源のみによって提供される前記定格トルクよりも高いトルクを必要とするように構成される、請求項１乃至９のうちのいずれか１項に記載の振動補償装置。
【請求項１１】
前記主電源は、電気モータであり、前記始動電源は、加圧空気モータである、請求項１乃至１０のうちのいずれか１項に記載の振動補償装置。
【請求項１２】
前記電気モータは、交流誘電モータであり、且つ／或いは、前記加圧空気モータは、タービン式の空気モータである、請求項１１に記載の振動補償装置。
【請求項１３】
前記制御装置は、前記ロータ素子の前記回転速度及び／又は前記回転速度を示すセンサ並びに前記内燃機関のクランクシャフトの前記回転速度及び／又は前記回転相を示すセンサからの振動を取得し、前記制御装置は、前記主電源及び前記始動電源を制御するために前記信号を利用する、請求項１乃至１２のうちのいずれか１項に記載の振動補償装置。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のうちのいずれか１項に記載の振動補償装置と、内燃機関とを含むシステムであって、前記振動補償装置が割り当てられる前記内燃機関は、ディーゼルエンジン、好ましくは、２ストロークディーゼルエンジンであり、前記振動補償装置及び前記内燃機関は、当該システムの構造内に振動伝導的に取り付けられる、システム。
【請求項１５】
当該システムは、前記構造を形成する船殻を有する船舶、又は、前記構造を形成する土台を有する発電プラントとして具現化される、請求項１４に記載のシステム。