(57)【要約】  燃焼機関（１）と、少なくとも１つのコンプレッサ装置（２、２′、３、３′）とを含んだ定置型内燃機関が開示されている。燃焼機関（１）と少なくとも１つのコンプレッサ装置（２、２′、３、３′）は振動的に脱連結された関係で連結されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼機関（１）と、少なくとも１つのコンプレッサ装置（２、２′、３、３′）とを含んだ定置型内燃機関であって、前記燃焼機関（１）と前記少なくとも１つのコンプレッサ装置（２、２′、３、３′）は、コンペンセーサ及び／又は減衰中間層及び／又は弾性中間層の形態である振動脱連結によって振動的に脱連結された関係で連結されていることを特徴とする定置型内燃機関。
【請求項２】
コンプレッサ装置（２、２′、３、３′）は、燃焼機関（１）及び／又はコンプレッサ装置（２、２′、３、３′）とは振動脱連結されている別体要素（１０）によって燃焼機関（１）と連結されていることを特徴とする請求項１記載の定置型内燃機関。
【請求項３】
別体要素（１０）は、解放可能に相互固定されている少なくとも２つのモジュール（３１、３２、３３、３４、３５）で構成されていることを特徴とする請求項２記載の定置型内燃機関。
【請求項４】
少なくとも１つのコンプレッサ装置（２、２′、３、３′）はロータリコンプレッサであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の定置型内燃機関。
【請求項５】
第１モジュール（３３、３５）は少なくとも少なくとも１つのコンプレッサ装置（２、２′、３、３′）を有しており、第２モジュール（３２、３４）は冷却装置を有していることを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載の定置型内燃機関。
【請求項６】
第１モジュール（３３）は第２ロータリコンプレッサを有しており、第１ロータリコンプレッサと第２ロータリコンプレッサ（２、２′）は共通の回転軸（ａ）を有していることを特徴とする請求項５記載の定置型内燃機関。
【請求項７】
第３モジュール（３５）はロータリコンプレッサ（３、３′）を有していることを特徴とする請求項３から６のいずれかに記載の定置型内燃機関。
【請求項８】
第３モジュール（３５）のロータリコンプレッサ（３、３′）の回転軸（ｂ）は第１モジュール（３３）の少なくとも１つのロータリコンプレッサ（２、２′）の回転軸（ａ）に対して実質的に垂直であることを特徴とする請求項７記載の定置型内燃機関。
【請求項９】
第３モジュール（３５）のロータリコンプレッサ（３、３′）の回転軸（ｂ）に対して平行な導管は第１モジュール（３３）の少なくとも１つのロータリコンプレッサ（２、２′）の回転軸（ａ）に対して実質的に垂直であることを特徴とする請求項７記載の定置型内燃機関。
【請求項１０】
第３モジュール（３５）は、その回転軸（ｂ′）が第３モジュール（３５）の第１ロータリコンプレッサ（３）の回転軸（ｂ）に対して実質的に平行であるロータリコンプレッサ（３′）をさらに有していることを特徴とする請求項８又は９記載の定置型内燃機関。
【請求項１１】
第３モジュール（３５）の第１コンプレッサ装置（３）と、第１モジュール（３３）の第１コンプレッサ装置（２）及び第１モジュール（３３）の第２コンプレッサ装置（３′）と第３モジュール（３５）の第２コンプレッサ装置（２′）はそれぞれ直列に連結されていることを特徴とする請求項１０記載の定置型内燃機関。
【請求項１２】
好適には別体モジュール（３２）にさらに別な冷却装置が設置されていることを特徴とする請求項５から１１のいずれかに記載の定置型内燃機関。
【請求項１３】
請求項２から１２のいずれかに記載の定置型内燃機関のための要素。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は燃焼機関および少なくとも１つのコンプレッサ装置を含んだ定置型内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
定置型内燃機関は、例えば電流（電気）を発生させる発電機を駆動するために使用される。この目的で燃料／空気混合物（以降、単に“混合気”ともいう）は内燃機関の燃焼室で燃焼される。燃焼した混合気の体積膨張はシリンダ（気筒）内でのピストン運動を引き起こす。ピストンのストローク（往復）運動は回転運動に変換される。その構造体に連結されている発電機はその機械エネルギーを電流に変換する。
【０００３】
一般的にコンプレッサ装置は発動力を増強するために利用される。コンプレッサ装置は空気を圧縮する。すなわち空気は燃焼室に送り込まれる前に高圧化される。気体燃料（燃料ガス）を燃焼するガスエンジンの場合には、所謂混合気充填が頻繁に実行される。このように、燃焼機関の燃焼室に送り込まれる前に圧縮（コンプレス）されるのは純粋な空気ではなく、燃料と空気の混合気である。
【０００４】
従来の技術の弱点は、定置型内燃機関のコンプレッサ装置の劣化が速く、使用寿命が短いことである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って本発明の目的は上述の問題が軽減される一般的な定置型内燃機関を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような定置型内燃機関において、この目的は振動的に脱連結されている関係で連結（“振動脱連結”；振動が伝わらない状態）されている燃焼機関とコンプレッサ装置とによって達成される。
【０００７】
コンプレッサ装置は燃焼機関に、例えば、燃焼機関及び／又はコンプレッサ装置から振動連結されている別体要素によって連結できる。例えば、振動脱連結は振動減衰要素（または手段）によって可能である。別体要素の介在は燃焼機関からコンプレッサ装置への振動の伝達をさらに低減させる。
【０００８】
振動隔絶でもある振動脱連結によって、コンプレッサ装置で発生する振動を、既に大きな振動を発生させている燃焼機関に追加させない。厳密には、振動脱連結とは燃焼機関の自然な振動の一部だけがコンプレッサ装置に伝達されることを意味する。好適には振動の最大強度は少なくとも８０％が減衰され、さらに好適には少なくとも９０％が減衰される。その点では、例えば補償器（バランサ）は振動脱連結装置とも考えられる。典型的には、例えばエラストマ中間層及び／又は弾性中間層及び／又は補償器のごとき減衰中間層が振動脱連結のために燃焼機関とコンプレッサ装置との間に設置される。
【０００９】
本発明の１好適形態では、別体要素が互いに解放可能に固定されている少なくとも２つのモジュールから製造される。このように振動脱連結は燃焼機関とコンプレッサ装置との間で効果を発揮するだけではなく、例えばコンプレッサ装置または冷却装置のごとき個別の装置の交換または改造も可能にする。この場合には、振動脱連結は別体要素と燃焼機関との間の連結機構において可能となる。
【００１０】
別実施形態では、コンプレッサ装置と燃焼機関との間の唯一の直接的接続部は、コンプレッサ装置の圧縮流体を燃焼機関に運搬する導管である。この場合には、望ましくは、例えば補償器のごとき振動減衰要素がその接続部に組み込まれる。
【００１１】
別実施形態では、少なくとも１つのコンプレッサ装置はロータリコンプレッサである。例えば、そのロータリコンプレッサは排気ガスタービンによって駆動される。
【００１２】
フレキシビリティを増強するため、別体要素の第１モジュールは少なくとも１つのコンプレッサ装置に接続され、別モジュールは冷却装置を有している。
【００１３】
モジュールへの非対称充填を是正するため、第１モジュールは第２ロータリコンプレッサに接続される。ここで第１ロータリコンプレッサと第２ロータリコンプレッサは共通の回転軸を有する。理想的にはこれら２つのコンプレッサは、例えば鏡面対称である平面によりモジュールに対称的に構築される。
【００１４】
１好適実施形態では、本発明は所謂多段ブーストにも関する。すなわち、少なくとも２つのコンプレッサ装置が直列に連結される。第１コンプレッサである低圧コンプレッサでは空気または混合気が圧縮され、続いて一般的には冷却され、最後に第２コンプレッサである高圧コンプレッサに供給される。この高圧コンプレッサでは、最終的な圧縮が所望の圧力にまで実行される。この圧力は多段ブーストの場合には６バール以上にも達することがある。
【００１５】
大抵の場合には実行される第２冷却ステップ後に、混合気または空気が燃焼機関の燃焼室に吹き込まれる。多段ブーストが提供されると、ロータリコンプレッサに接続される第３モジュールを提供することが可能になる。好適には、このモジュールは最初の２つのモジュールとは別体であるが、それらに解放可能に接続することもできる。
【００１６】
例えばＶ型の２列シリンダ（気筒）配列である大型エンジンの場合には、各列のシリンダは自身が関係するコンプレッサ装置を有するか、自身が関係する排気ガスタービンを有する。もし２つのロータリコンプレッサが直列に連結されていれば、特に好適な形態では、第３モジュールに接続されたロータリコンプレッサの回転軸に平行な導管が、第１モジュールに接続された少なくとも１つのロータリコンプレッサの回転軸に対して実質的に直角にアレンジされる。
【００１７】
理想的には、第３モジュールが別なロータリコンプレッサに接続され、ロータリコンプレッサの回転軸が、第３モジュールに接続された第１ロータリコンプレッサの回転軸に実質的平行にアレンジされる。
【００１８】
１実施形態において、第１モジュールの第１コンプレッサ装置と、第３モジュールの第１コンプレッサ装置並びに第１モジュールの第２コンプレッサ装置と第３モジュールの第２コンプレッサ装置はそれぞれ直列に接続されている。
【００１９】
別実施形態では、好適には別体モジュールに追加の冷却装置が存在できる。
【００２０】
１実施形態では本発明は内燃機関用の前述要素に関する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の定置型内燃機関の概略図
【図２ａ】本発明の別体要素の概略図
【図２ｂ】本発明の別体要素の概略図
【図３ａ】図２ａの変形を示す図
【図３ｂ】図２ｂの変形を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の別な利点と詳細は図面を利用して以下で詳細に説明する。
【００２３】
図１は本発明による内燃機関の概略側面図である。それは２列のシリンダ列を有したＶ型燃焼機関を有する。この場合、８体のシリンダ２９ａから２９ｈ（８気筒）が含まれる。さらに、全部で４体のコンプレッサ装置２、２′、３、３′が存在する。ここでは直列に接続されている第１コンプレッサ装置２（排気ガスタービン２３で隠遮）および第２コンプレッサ装置３が図示されている。互いに直列（コンプレッサ装置２、３とは平行）に接続されている２つのコンプレッサ装置２′、３′は隠遮され、続く図２ａおよび図３ａでのみ図示されている。
【００２４】
運用には、空気が空気フィルタ４（矢印方向）に引き込まれ、導通管２２によってガス混合器２１へ送られる。ガス混合器２１内では、燃料ガス供給導管９で供給される燃料ガスは空気と混合され、燃焼機関１に対して振動脱連結されているコンプレッサ装置３、３′に送られる。補償器４１、４１′はその目的で利用される。コンプレッサ装置３、３′からは圧縮混合気が、振動脱連結のために補償器４２、４２′（図２ａ参照）も提供されている導管２５、２５′により別体要素１０に送られる。
【００２５】
図示の実施例では、別体要素１０はモジュール式であり、以下で図２ａと図２ｂを利用して詳細に解説するモジュール３１からモジュール３５までを含む。第１モジュール（偏向モジュール）３５は振動脱連結関係で２つのコンプレッサ装置３、３′に接続されている。これらコンプレッサ装置３、３′は平行な回転軸ｂ、ｂ′を有する。混合気は第１コンプレッサ装置３、３′（低圧コンプレッサ）でまず圧縮される。予備圧縮された混合気は導管２５でモジュール３５の内部に送られ、そこで偏向される。
【００２６】
第１モジュール３５からガス混合気はその下に存在する第２モジュール３４に供給される。第２モジュール３４は冷却装置を有する。混合気は第２モジュール３４を通って中央モジュール３３に送られ、そこから横方向に流れてコンプレッサ装置２、２′である高圧コンプレッサ（２つの高圧コンプレッサ２、２′も補償器４３、４３′によって別体モジュール１０とは振動脱連結されている）に送られる。そこで混合気は最終圧力にまで圧縮される。
【００２７】
圧縮されたガス混合気は導管３０、３０′で偏向モジュール３１に流され、そこでガス流は再び偏向される。次の処理段階は混合気を冷却するために別混合気冷却器を有したモジュール３２である。モジュール３２からの混合気は中央モジュール３３に流され、そこから導管２７によって燃焼機関１に供給される。例えば、スロットルフラップのごときスロットル装置１１が導管２７に設置され、そこを流れるガス量の量的制御を行うことができる。混合気はさらにシリンダ２９に流れ、そこで燃焼される。そこには補償器４４が設置されており、燃焼機関１と別体要素１０の間に振動脱連結を提供する。燃焼機関１と、オプションの別体要素１０は減衰ゴム４５、４６上に設置されている。
【００２８】
燃焼後のガス混合気は排気ガスマニフォールド管６に送られ、そこから排気ガスはタービン２４、２４′に送られ、コンプレッサ装置２、２′を駆動する。排気ガスはさらに導管３０で第２排気ガスタービン２３、２３′に送られ、コンプレッサ装置３、３′を駆動する。最後に排気ガスは排気ガス放出システム５によって排気される。バイパス導管である導管７、７′および８、８′も利用される。排気ガスはバイパス導管７、７′によって排気ガスタービン２４、２４′を越えて送ることができ、さらにバイパス導管８、８′によって排気ガスタービン２３、２３′を越えて送ることができる。
【００２９】
図２ａと図２ｂを利用して別体要素１０のモジュール構造を説明する。図２ａと図２ｂは図１で示す別体要素１０のモジュール３１からモジュール３５の概略図を示す。この点に関して図２ａは図１の視線方向Ａから見た図であり、図２ｂは図１で示す視線方向Ａに沿った図である。別体要素１０はモジュール３１からモジュール３５で構成されている。これらは互いに解放可能に固定されている。
【００３０】
個別のモジュールは、例えばネジ式（図示せず）に互いに固定できる。中央モジュール３３は２つの高圧コンプレッサ装置２、２′に接続されており、それらの回転軸ａ、ａ′は一致する。回転軸ａ、ａ′に平行に走る導管はコンプレッサ装置３、３′の回転軸ｂ、ｂ′には直交するようにアレンジされている。高圧コンプレッサ２、２′は排気ガスタービン２４、２４′によって駆動される。モジュール３３の上方には冷却装置を有するモジュール３４がアレンジされる。その上方には別モジュール３５がアレンジされ、そこには２つの別コンプレッサ装置３、３′がアレンジされている。
【００３１】
これらは低圧コンプレッサであり、それらはコンプレッサ装置２３、２３′で駆動される。圧縮されていない混合気はコンプレッサ装置３、３′に流入し、低圧コンプレッサで圧縮される。そこから混合気はモジュール３５を通過し、モジュール３４にアレンジされた第１混合クーラに送られる。混合気はさらに中央要素３３に送られ、そこで傾斜バッフル壁３８によってそれぞれの高圧コンプレッサ２、２′に偏向される。
【００３２】
そこから高圧にされたガスは偏向モジュール３１によってモジュール３２に流される。そこには別クーラが配置されている。混合気はバッフル壁３８で再びスロットル装置１１に偏向される。スロットル装置１１も中央モジュール３３（図２ｂ参照）に運搬される。排気ガスマニフォールドから排気ガス放出システム５への排気ガス流は破線で示されている。
【００３３】
図２ｂは側面図である。ここでも低圧コンプレッサ３によって非圧縮混合気からモジュール３５へ、またそこから混合気クーラを備えたモジュール３４へガス流が送られる。そこからガス混合気は中央モジュール３３へ送られ、そこで混合気は偏向される。ガス混合気は図面に対して垂直方向に流出し、その図面内に入ってそれぞれの高圧コンプレッサ２、２′に流入する。
【００３４】
そこからガス混合気は導管３０、３０′（図示せず）によって分割され、モジュール３１に流入する。そこには開口部が提供されている。そこから混合気は混合気クーラを有するモジュール３２を流通し、中央モジュール３３に戻され、そこで偏向される。最後に、混合気は燃焼機関１の方向に流される。そこにもスロットルフラップ１１が提供されている。
【００３５】
中央モジュール３３は複数の機能を有する。一つは、それが２つのコンプレッサ装置２、２′に接続されていることである。さらに、それらはバッフル壁３８で分離されている２つのチャンバ３３′、３３”を有している。低圧縮されたガスは第１チャンバ３３′を流通し、高圧縮ガスは第２チャンバ３３”を流通する。同時に、一方のガスはコンプレッサ２、２′の方向に偏向され、他方のガスは燃焼機関１の方向に偏向される。またスロットル装置１１が提供されている。図示の接続部１２、１２′および１３、１３′は図１の導管１４、１４′に対応するバイパスのオプションである。
【００３６】
モジュール３１は内燃機関の基部２２に設置され、減衰層によって振動脱連結状態でそこに固定される。これも解放式である。必要であれば、モジュール３１からモジュール３５は個別に交換できる。燃焼機関１も基部２２に設置される。減衰層４６は別体要素１０に対して振動脱連結している。
【００３７】
個別のコンポーネント（部材）のアレンジは正面図でのみ図示されている。内燃機関自体は対称構造であり、それぞれのコンプレッサ２′と３′およびシリンダ２９′も背後にアレンジされている。この実施例では、コンプレッサ装置２′、２の回転軸ａ、ａ′は一致する。コンプレッサ装置３、３′の回転軸ｂ、ｂ′は実質的に平行である。さらにコンプレッサ装置３、３′の回転軸ｂ、ｂ′に平行な導管はコンプレッサ装置２′、２の回転軸ａ、ａ′に直交する。この直交アレンジは管体（導管３９、３９′）を短くすることができることを意味する。
【００３８】
本発明により提供される別体要素１０は燃焼機関１から振動脱連結されている。燃焼機関１と別体要素１０は基部２２にアレンジされている。別体要素１０は基部２２に、補償器またはエラストマ中間層あるいはバネ要素（図示せず）等の減衰材料により燃焼機関から振動脱連結状態で搭載できる。
【００３９】
図３ａと３ｂは図１から図２ｂの実施例の変形であり、図１、図２ａ、図２ｂと同じコンポーネントには同じ番号が付与されている。前述の実施例との本質的な相違は後者では第２コンプレッサ装置２、２′が存在しないことである。唯一の圧縮は第１コンプレッサ装置３、３′によってそれぞれに実行される。中央モジュール３３は図２ａと図２ｂのものと較べて変形されている。すなわち２つのチャンバ間のバッフル壁は移動されており、その偏向は別方向であり、導管２７には混合気が直接的に供給される。
【００４０】
例えば、要素３１、３２は単純な基部または脚部あるいはダミーモジュール３１′、３２′で置換できる。排気ガスマニフォールド６から排気ガス管体２４、２４′（図３ａと図３ｂ）への単純に変更された配管によって単純な圧縮状態に変更することが可能である。
【図１】
2012516961.tif 000003
【図２ａ】
2012516961.tif 000004
【図２ｂ】
2012516961.tif 000005
【図３ａ】
2012516961.tif 000006
【図３ｂ】
2012516961.tif 000007
【国際調査報告】
2012516961.tif 000008
2012516961.tif 000009
2012516961.tif 000010
2012516961.tif 000011
2012516961.tif 000012
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