船舶推進システム及び該システムを装備する船舶
【課題】低コストでエネルギー効率が良く、環境にやさしい方法で圧縮ガスを生成する船舶推進システム及び、そのような船舶推進システムを装備した船舶を提供する。
【解決手段】船舶推進システム１、及び、該船舶推進システムを備える船舶であって、該船舶推進システムは内燃機関１０、圧縮ガスを提供するための圧縮ガス提供手段３０，４０、ガス絨毯生成装置を備え、該ガス絨毯生成装置は前記圧縮ガス提供手段に接続されているために前記圧縮ガス提供手段により準備された圧縮ガスが前記ガス絨毯生成装置に供給可能であり、また、該ガス絨毯生成装置は、前記圧縮ガスを用いて船舶の底にガス絨毯を生成するように設定されており、このとき、前記圧縮ガス提供手段は前記内燃機関に接続されていて、前記圧縮ガス提供手段は、前記圧縮ガスを生成するために、前記内燃機関により生成された排気のエネルギーをガスの圧力上昇のために使用するように設定されている。
【解決手段】船舶推進システム１、及び、該船舶推進システムを備える船舶であって、該船舶推進システムは内燃機関１０、圧縮ガスを提供するための圧縮ガス提供手段３０，４０、ガス絨毯生成装置を備え、該ガス絨毯生成装置は前記圧縮ガス提供手段に接続されているために前記圧縮ガス提供手段により準備された圧縮ガスが前記ガス絨毯生成装置に供給可能であり、また、該ガス絨毯生成装置は、前記圧縮ガスを用いて船舶の底にガス絨毯を生成するように設定されており、このとき、前記圧縮ガス提供手段は前記内燃機関に接続されていて、前記圧縮ガス提供手段は、前記圧縮ガスを生成するために、前記内燃機関により生成された排気のエネルギーをガスの圧力上昇のために使用するように設定されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は請求項１のおいて書きに記載の船舶推進システム、及び、そのような船舶推進システムを装備する船舶に関する。
【背景技術】
【０００２】
非特許文献１には、前述の態様の船舶推進システムが記述されている。この船舶推進システムには、圧縮空気を作る圧縮ガス提供手段がコンプレッサの形で備わっており、該圧縮空気は、圧縮空気ダクトを介して船体の底に船の縦方向に配置されたチャンバ状の構造内に圧入される。該チャンバ状構造は、前記圧縮空気を用いて船体の底に又は船体の底の下に空気の絨毯を作り出すガス絨毯生成装置を構成する。同船舶は、非特許文献２にも記述されている。
【０００３】
特許文献１、特許文献２、特許文献３には、船体の底に空気絨毯又はエアクッションを作り出すことができるさらなる船舶が記述されている。
【０００４】
そのようなガス絨毯又はガスクッション生成装置を装備する船舶は、船体と水との間の摩擦がより小さいため、航行抵抗がより小さくなる。この原理は空気潤滑とも呼ばれる。しかしながら前記のいずれの文献にも、圧縮空気などの圧縮ガスを、低コストでエネルギー効率よく、環境にやさしい方法で生成できる解決法は示されていない。
【０００５】
圧縮ガスの絨毯又は圧縮ガスクッションのための圧縮ガスを発生でき、たとえば電気モータ又は内燃機関を介して駆動できる従来のコンプレッサは、高価であり、保守集約的であり、不具合が発生しやすく、エネルギー集約的である。
【０００６】
この問題を解決するための一つのアプローチが特許文献４に記載の船舶で示されており、該船舶においては該船舶のディーゼルエンジンからの排気が直接又はバラストタンクを介して、船体の底の空洞に導かれ、そこで空気絨毯又はエアクッションが生成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】独国特許第６０３０８５０２号明細書
【特許文献２】独国特許第６０３１９５１８号明細書
【特許文献３】独国特許第１９６０９５７４号明細書
【特許文献４】国際公開第２００７／１３６２６９号パンフレット
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】雑誌「Schiff & Hafen」2009年１月発行第１号、41ページ
【非特許文献２】雑誌「nonstop」03/2008号、19-22ページ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の課題は、圧縮ガスを低コストでエネルギー効率よく、環境にやさしい方法で生成する、請求項１のおいて書きに記載の船舶推進システムを提供することである。本発明の課題はさらに、そのような船舶推進システムを装備した船舶を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題は、請求項１に記載の船舶推進システム又は請求項９に記載の船舶により解決される。本発明の発展形は従属請求項により定義される。
【００１１】
本発明の第１の態様による船舶推進システムには、内燃機関、圧縮ガスを提供するための圧縮ガス提供手段、ガス絨毯生成装置が備わっており、該ガス絨毯生成装置は、該圧縮ガス提供手段により提供された圧縮ガスがガス絨毯生成装置に供給可能なように該圧縮ガス提供手段に接続されており、また、該ガス絨毯生成装置は、前記圧縮ガスを用いて、船舶の船体の底にガス絨毯又はガスクッションを生成するよう構成されている。
【００１２】
本発明の船舶推進システムには、圧縮ガス提供手段が内燃機関に接続されているという特徴があり、該圧縮ガス提供手段は、前記内燃機関から発生した排気のエネルギーを、ガスの圧力上昇のために利用して圧縮ガスを生成するように構成されている。
【００１３】
本発明において圧縮ガスとは、大気圧より高い圧力を持つガスを指しており、ガスとしてはたとえば内燃機関の排気（排ガス循環を組み合わせる場合など）、外気、又は外気との組み合わせを用いることができる。
【００１４】
空気絨毯に使用するガスの圧力を高めるために排気エネルギーを利用する場合、内燃機関の余剰エネルギーが分岐されるだけであるため、追加的なエネルギーは不必要となる。圧力上昇システムは、船舶が航行すると、又は船舶の内燃機関が運転されるとすぐに運転され、船舶の速度又はエンジン回転数の上昇、及びそれとともに排気排出量の上昇によって、より多くの排気エネルギーが利用でき、それによりより多くの圧縮ガスが生成可能となる。
【００１５】
本発明の一つの実施形態によると圧縮ガス提供手段は一つの排気タービン、及び、圧縮ガスを生成するために該排気タービンに駆動接続しているコンプレッサを備えており、前記排気タービンの排気入口は内燃機関の排気出口と流体接続されているため、内燃機関から排出された排気を、排気タービンの回転駆動のために排気タービンに供給することが可能であり、また、前記コンプレッサの圧縮ガス出口がガス絨毯生成装置に接続されているため、前記コンプレッサにより生成された圧縮ガスを該ガス絨毯生成装置に供給することが可能である。
【００１６】
近年は非常に効率の高い排気タービンが入手可能であるため、排気エネルギーを簡単かつ効率的に利用して回転駆動エネルギーに変換することが保証される。排気タービンは、長期の運転期間にわたって保守不要なように設計されており、非常に運転信頼性が高い、又は運転安定的であり、それにより保守費用及び運転費用が低減される。さらに、排気タービンはさまざまな寸法及び性能クラスにおいて標準コンポーネントとして導入可能であるため、購入費用は受容可能なものである。つまりコンプレッサは、低コストでエネルギー効率がよく、頻繁な保守が不要で、運転安定的な駆動装置を利用でき、しかも該駆動装置には追加的なエネルギー供給は不要である。
【００１７】
本発明のさらなる実施形態によるとコンプレッサは一つの軸流圧縮機又は一つの遠心圧縮機で構成されている。
【００１８】
軸流圧縮機及び遠心圧縮機も、今日やはり非常に効率の高いものが入手可能であるため、圧縮ガス生成又は圧力上昇のために回転駆動エネルギーを簡単かつ効率的に利用することが保証される。軸流圧縮機及び遠心圧縮機も長期の運転期間にわたって保守不要なように設計されていて非常に運転信頼性が高い、又は運転安定的であり、それにより保守費用及び運転費用が低減される。さらに、軸流圧縮機及び遠心圧縮機もさまざまな寸法及び性能クラスにおいて標準コンポーネントとして導入可能であるため、購入費用は受容可能なものである。
【００１９】
本発明のさらなる実施形態によると、排気タービン及びコンプレッサはユニットに統合され、排気ターボチャージャとして構成されている。
【００２０】
このことは非常に好適であるが、それは、排気タービンとコンプレッサとの間のトルク伝達距離が最小化できるため、それにより効率がさらに高められるからである。さらに、そのことにより非常にコンパクトな配置が達成され、それにより圧縮ガス提供手段に必要な取付空間が低減される。すでにある従来の船舶の基本構想では自由に利用可能な空間がわずかしかない場合があるため、このことは、そのような船舶の改造の際にも好適である。
【００２１】
本発明のさらなる実施形態によると、コンプレッサの圧縮ガス出口がさらに内燃機関のガス入口に接続されているため、コンプレッサにより生成された圧縮ガスを燃焼用に内燃機関に供給することが可能である。
【００２２】
換言すると、コンプレッサから排出された圧縮ガス流は、内燃機関の吸入側の給気にも、ガス絨毯生成装置の圧縮ガス供給にも使用されるということである。そのために該圧縮ガス流は望ましくは２つの圧縮ガス部分流に分割され、これら２つの圧縮ガス部分流の流量は望ましくは制御可能又は調整可能である。つまり、過剰な圧縮ガスは内燃機関の前又は後で分岐される。
【００２３】
この実施形態は、本発明の特に簡潔かつ低コストな実施形態である。
【００２４】
本発明のある一つの実施形態による船舶推進システムは、さらに追加的な一つの排気タービン及び追加的な一つのコンプレッサを有しており、該追加的なコンプレッサは該追加的な排気タービンに駆動接続されており、内燃機関は、該内燃機関で発生した排気を回収するための排気コレクタを備えており、また、該排気コレクタは、その中に回収された排気を２つの排気部分流に分割するように設定されており、第１の排気部分流は圧縮ガス供給手段の排気タービンに供給される、又は供給可能とされており、また、前記追加的なコンプレッサの圧縮ガス排気口が内燃機関のガス入口に接続されているため、前記追加的コンプレッサにより生成された圧縮ガスが、燃焼のために内燃機機関に供給可能である。
【００２５】
換言すると、前記一つのコンプレッサ（つまり、前記圧縮ガス供給手段のコンプレッサ）はガス絨毯生成装置に圧縮ガスを供給し、前記もう一つの（追加的な）コンプレッサは、内燃機関の吸引側に給気する。
【００２６】
本発明の一つの実施形態によると、前記追加的な排気タービンの排気出口は排気排出管を介して、大気側の排気排出口に接続されており、前記第１の排気部分流は一つのバイパスを通じて選択的に前記排気排出管に供給可能である。
【００２７】
それによる長所として、圧縮ガス供給手段が運転されていない時に過剰な排気を問題なく排出できるため、内燃機関の運転に悪影響を与えないことが挙げられる。
【００２８】
望ましくは前記圧縮ガスは、圧力をかけた大気又は圧縮空気で構成される。
【００２９】
本発明の第２の態様によると、先述の本発明の実施形態のいずれか一つ、又は複数の、又はすべてに基づく船舶推進システムを備える船舶が提供される。
【００３０】
そのような船舶は、燃料タンクの航続距離、運転コスト、環境を損なわない、高速という点について特に長所を有する。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一つの実施例による船舶推進システムを図式的に示した図である。
【図２】本発明のさらなる一つの実施例による船舶推進システムを図式的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、望ましい実施形態及び付属の図を参照しながら本発明について詳細に説明する。
【００３３】
図１には、本発明の一つの実施形態に基づく、船舶の船舶推進システム１が図示されている（全体が示されたものではない）。
【００３４】
船舶推進システム１には、２ストローク・ディーゼルエンジンの形で一つの内燃機関１０、該内燃機関１０のクランクシャフト（図示略）に駆動接続しているプロペラシャフト２０、該プロペラシャフト２０に取り付けられたプロペラ（又は船舶スクリュー）２１、内燃機関１０の吸入側で給気を行うための一次排気ターボチャージャ装置３０、二次排気ターボチャージャ４０、ガス絨毯生成装置（図示略）、船舶ファンネルの形での排気排出口５０が備わっている。
【００３５】
前記内燃機関１０には複数のシリンダ・ピストン・ユニット１１、パイプ状の給気エアコレクタ１２、排気コレクタ１３が備わっている。
【００３６】
本図の実施例において一次排気ターボチャージャ装置３０は、並列接続された３つの排気ターボチャージャ３１、３４、３７を備えており、各排気ターボチャージャ３１、３４、３７は排気エネルギーを回転駆動エネルギーに変換するためのそれぞれ一つの排気タービン３２、３５、３８及び、圧縮された大気という形で圧縮ガスを生成するために排気タービン３２、３５、３８にそれぞれ駆動接続されたコンプレッサ３３、３６、３９を備えている。コンプレッサ３３、３６、３９はそれぞれ軸流圧縮機又は遠心圧縮機として実施することができる。各排気タービン３２、３５、３８と、それぞれ付属するコンプレッサ３３、３６、３９は、それぞれ一緒に一体のユニットを形成している。
【００３７】
二次排気ターボチャージャ４０は、圧縮された大気という形で圧縮ガスをガス絨毯生成装置のために提供する圧縮ガス提供手段を構成している。該二次排気ターボチャージャ４０は、排気エネルギーを回転駆動エネルギーに変換するための排気タービン４１、及び圧縮された大気という形で圧縮ガスを生成するために該排気タービン４１に駆動接続しているコンプレッサ４２を備えている。コンプレッサ４２は軸流圧縮機又は遠心圧縮機として実施することができる。排気タービン４１とコンプレッサ４２は、一緒に一体のユニットを形成している。
【００３８】
前記ガス絨毯生成装置は、該ガス絨毯生成装置が、二次排気ターボチャージャ４０からの圧縮ガスを使用してガス絨毯又はガスクッション（記述された実施形態においては空気絨毯又はエアクッション）を船舶の底に生成できるように構成されている。ガス絨毯生成装置の構成の可能性については、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４に記載されていて専門家は理解できるため、ガス絨毯生成装置について詳細に記述する必要はない。
【００３９】
もっとも単純な構成においては、そのようなガス絨毯生成装置は、船体の底にチャンバ状の構造を有しており、該チャンバ状構造には、圧縮ガスを該チャンバ状構造内に導入することができる一つの又は複数の開口部が設けられている。
【００４０】
排気排出口５０には排気熱交換機６０が前置されており、該排気熱交換機６０を介して排気から熱エネルギーを取り出すことができ、該熱エネルギーはたとえば暖房の目的で使用することができる。
【００４１】
排気コレクタ１３には複数の（本図では４つの）出口１３ａ〜１３ｄが設けられていて、該排気コレクタ１３は、排気コレクタ１３内に集められた排気をまず２つの排気部分流に分割するよう構成されており、そのために第１の排気部分流は排気コレクタ１３の出口１３ａを介して、二次排気ターボチャージャ４０の排気タービン４１に供給可能であり、また、第２の排気部分流は排気コレクタ１３の出口１３ｂ〜１３ｄを介して、一次排気ターボチャージャ装置３０の排気タービン３２、３５、３８に供給可能である。
【００４２】
この目的のために、二次排気ターボチャージャ４０の排気タービン４１の排気入口４１ａは、ガスダクト１４（排気供給ダクト）を介して排気コレクタ１３の出口１３ａに流体接続されており、また、一次排気ターボチャージャ装置３０の排気タービン３２、３５、３８のそれぞれの排気入口３２ａ、３５ａ、３８ａは、ガスダクト（排気供給ダクト。記号割当てなし）を介してそれぞれ排気コレクタ１３の出口１３ｂ〜１３ｄの一つに流体接続されている。二次排気ターボチャージャ４０の排気タービン４１に向かうガスダクト１４内には、排気タービン４１の前に、モータ駆動される制御弁又は調節弁１４ａ及び急速閉鎖弁１４ｂが直列に配置されている。
【００４３】
一次排気ターボチャージャ装置３０の排気タービン３２、３５、３８のそれぞれの排気出口３２ｂ、３５ｂ、３８ｂは、ガスダクト１５（排気排出ダクト）を介して排気熱交換機６０に流体接続されており、該排気熱交換機６０からガスダクト１６（排気排出ダクト）を介して排気排出口５０に流体接続されている。排気排出口５０を介して排気は場合によってはフィルタ及び／又は触媒を介して大気内に放出される。
【００４４】
二次排気ターボチャージャ４０の排気タービン４１の排気出口４１ｂは、ガスダクト１７（排気排出ダクト）を介して、排気熱交換機６０に通じるガスダクト１５に流体接続されている。
【００４５】
二次排気ターボチャージャ４０の排気タービン４１の排気入口４１ａに向かうガスダクト１４からは２本のガスダクト１８ａ、１８ｂが分岐しており、そこに急速閉鎖弁１９ａ又はモータ駆動の制御弁又は調節弁１９ｂが接続されている。これら２本のガスダクト１８ａ及び１８ｂは前記急速閉鎖弁１９ａ及び前記制御弁又は調節弁１９ｂの後で一本のガスダクト１８に合流し、該ガスダクト１８は、二次排気ターボチャージャ４０の排気タービン４１の排気出口４１ｂを、排気熱交換機６０に向かうガスダクト１５に接続しているガスダクト１７内に、開口する。
【００４６】
ガスダクト１８ａ、１８ｂ、１８は、二次排気ターボチャージャ４０の排気タービン４１の排気入口４１ａに向かうガスダクト１４を、二次排気ターボチャージャ４０の排気タービン４１の排気出口４１ｂを排気熱交換機６０に向かうガスダクト１５に接続しているガスダクト１７に選択的に流体接続することができるため、それによりガスダクト１８ａ、１８ｂ、１８は、第１の排気部分流を選択的に排気排出管へ、そして排気排出口５０へと供給できる一つのバイパスダクトを形成している。
【００４７】
一次排気ターボチャージャ装置３０のコンプレッサ３３、３６、３９はそれぞれガス入口（図示されず）を備えており、これらガス入口を介してフィルタを通過した外気を大気から吸引することができる。
【００４８】
一次排気ターボチャージャ装置３０のコンプレッサ３３、３６、３９はさらにそれぞれ圧縮ガス出口（記号割当てなし）を備えており、これらの圧縮ガス出口は一つの共通の圧縮ガス回収管１２ａ内に開口しており、該圧縮ガス回収管１２ａは、給気エアコレクタ１２内に開口している。給気エアコレクタ１２は、該給気エアコレクタ１２の一つの圧縮ガス出口（図示されず）を介して内燃機関１０の一つのガス入口（図示されず）に流体接続されているため、一次排気ターボチャージャ装置３０のコンプレッサ３２、３５、３８により生成された圧縮ガスを、燃焼用に内燃機関１０に供給することができる。
【００４９】
二次排気ターボチャージャ４０のコンプレッサ４２にはガス入口（図示されず）が設けられており、該ガス入口を介して、フィルタを通した外気を大気から吸引することができる。
【００５０】
二次排気ターボチャージャ４０のコンプレッサ４２にはさらに圧縮ガス出口４２ｂが設けられており、該圧縮ガス出口４２ｂはガス絨毯生成装置に流体接続されているため、二次排気ターボチャージャ４０のコンプレッサ４２により生成された圧縮ガスを該ガス絨毯生成装置に供給することができる。
【００５１】
その結果、圧縮ガス提供手段を構成する二次排気ターボチャージャ４０は、内燃機関１０により生成された排気のエネルギーを、ガス（本書では外気）の圧力上昇又は圧縮に利用するように設定されているため、圧縮ガス（本書では圧縮空気）が生成され、該圧縮ガスを、船体下でガス絨毯を形成するためにガス絨毯生成装置に供給することができる。
【００５２】
図１の実施形態の一般的なコンセプトによると、二次排気ターボチャージャ４０は圧縮空気を生成するために、内燃機関１０の一次排気ターボチャージャ３１、３４、３７と並行して運転される。
【００５３】
図２には、本発明のさらなる一つの実施形態による、船舶（全体が図示されているわけではない）の船舶推進システム１’が図示されている。船舶推進システム１’は、以下に述べるいくつかの相違点を除いては、図１の船舶推進システム１に対応している。図２の船舶推進システム１’に関する以下の説明においては、図１の船舶推進システム１の場合と同じ部材には同じ記号が付与されている。
【００５４】
図２の船舶推進システム１’には本発明の特に単純かつ低コストの構成、又は、図１の船舶推進システム１の簡略版が示されている。
【００５５】
詳しくは、図２の船舶推進システム１’には、図１の船舶推進システム１と比較して、付属するガスダクト１４、１７を有する二次排気ターボチャージャ４０、及び、バイパスダクトを構成するガスダクト１８ａ、１８ｂ、１８が備わっていない。排気コレクタ１３は図２によると１３ｂ〜１３ｄまでの３つの出口のみを備え、これらの出口はガスダクト（排気供給ダクト。記号なし）を介して、一次排気ターボチャージャ装置３０の排気タービン３２、３５、３８の排気入口３２ａ、３５ａ、３８ａに流体接続されている。
【００５６】
給気エアコレクタ１２には一つの追加的な圧縮ガス出口１２ｂが設けられており、該追加的な圧縮ガス出口１２ｂはガス絨毯生成装置に流体接続されているため、排気ターボチャージャ装置３０により生成された圧縮ガスをガス絨毯生成装置に供給することができる。圧縮ガス出口１２ｂには、図２には図示されていないが、体積流量を調節するための制御装置を配置することができる。
【００５７】
その結果、本発明の図２の実施形態においては（一次）排気ターボチャージャ装置３０は、それぞれの排気ターボチャージャ３１、３５、３７とともに圧縮ガス提供手段を構成しており、該圧縮ガス提供手段は、内燃機関１０により生成された排気のエネルギーを、ガス（本書では外気）の圧力上昇又は圧縮のために使用するように設定されているため、圧縮ガス（本書では圧縮空気）が生成され、該圧縮ガスを、船体の下でガス絨毯を形成するためにガス絨毯生成装置に供給することができる。
【００５８】
図２の実施形態の一般的なコンセプトによると、内燃機関（該船舶の主推進機関）１０の排気ターボチャージャ３１、３４、３７の圧縮空気は直接、空気潤滑のために用いられ、過剰な圧縮空気は内燃機関１０の前又は後で分岐される。
【符号の説明】
【００５９】
１ 船舶推進システム
１’ 船舶推進システム
１０ 内燃機関
１１ シリンダ・ピストン・ユニット
１２ 給気エアコレクタ
１２ａ 圧縮ガス回収管
１２ｂ 圧縮ガス排出口
１３ 排気コレクタ
１３ａ 排出口
１３ｂ 排出口
１３ｃ 排出口
１３ｄ 排出口
１４ ガスダクト
１４ａ 制御弁
１４ｂ 急速閉鎖弁
１５ ガスダクト
１６ ガスダクト
１７ ガスダクト
１８ ガスダクト
１８ａ ガスダクト
１８ｂ ガスダクト
１９ａ 急速開放弁
１９ｂ 制御弁
２０ プロペラシャフト
２１ プロペラ
３０ 排気ターボチャージャ装置
３１ 排気ターボチャージャ
３２ 排気タービン
３２ａ 排気入口
３２ｂ 排気出口
３３ コンプレッサ
３４ 排気ターボチャージャ
３５ 排気タービン
３５ａ 排気入口
３５ｂ 排気出口
３６ コンプレッサ
３７ 排気ターボチャージャ
３８ 排気タービン
３８ａ 排気入口
３８ｂ 排気出口
３９ コンプレッサ
４０ 排気ターボチャージャ
４１ 排気タービン
４１ａ 排気入口
４１ｂ 排気出口
４２ コンプレッサ
４２ｂ 圧縮ガス排出口
５０ 排気排出口
６０ 排気熱交換機
【技術分野】
【０００１】
本発明は請求項１のおいて書きに記載の船舶推進システム、及び、そのような船舶推進システムを装備する船舶に関する。
【背景技術】
【０００２】
非特許文献１には、前述の態様の船舶推進システムが記述されている。この船舶推進システムには、圧縮空気を作る圧縮ガス提供手段がコンプレッサの形で備わっており、該圧縮空気は、圧縮空気ダクトを介して船体の底に船の縦方向に配置されたチャンバ状の構造内に圧入される。該チャンバ状構造は、前記圧縮空気を用いて船体の底に又は船体の底の下に空気の絨毯を作り出すガス絨毯生成装置を構成する。同船舶は、非特許文献２にも記述されている。
【０００３】
特許文献１、特許文献２、特許文献３には、船体の底に空気絨毯又はエアクッションを作り出すことができるさらなる船舶が記述されている。
【０００４】
そのようなガス絨毯又はガスクッション生成装置を装備する船舶は、船体と水との間の摩擦がより小さいため、航行抵抗がより小さくなる。この原理は空気潤滑とも呼ばれる。しかしながら前記のいずれの文献にも、圧縮空気などの圧縮ガスを、低コストでエネルギー効率よく、環境にやさしい方法で生成できる解決法は示されていない。
【０００５】
圧縮ガスの絨毯又は圧縮ガスクッションのための圧縮ガスを発生でき、たとえば電気モータ又は内燃機関を介して駆動できる従来のコンプレッサは、高価であり、保守集約的であり、不具合が発生しやすく、エネルギー集約的である。
【０００６】
この問題を解決するための一つのアプローチが特許文献４に記載の船舶で示されており、該船舶においては該船舶のディーゼルエンジンからの排気が直接又はバラストタンクを介して、船体の底の空洞に導かれ、そこで空気絨毯又はエアクッションが生成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】独国特許第６０３０８５０２号明細書
【特許文献２】独国特許第６０３１９５１８号明細書
【特許文献３】独国特許第１９６０９５７４号明細書
【特許文献４】国際公開第２００７／１３６２６９号パンフレット
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】雑誌「Schiff & Hafen」2009年１月発行第１号、41ページ
【非特許文献２】雑誌「nonstop」03/2008号、19-22ページ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の課題は、圧縮ガスを低コストでエネルギー効率よく、環境にやさしい方法で生成する、請求項１のおいて書きに記載の船舶推進システムを提供することである。本発明の課題はさらに、そのような船舶推進システムを装備した船舶を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題は、請求項１に記載の船舶推進システム又は請求項９に記載の船舶により解決される。本発明の発展形は従属請求項により定義される。
【００１１】
本発明の第１の態様による船舶推進システムには、内燃機関、圧縮ガスを提供するための圧縮ガス提供手段、ガス絨毯生成装置が備わっており、該ガス絨毯生成装置は、該圧縮ガス提供手段により提供された圧縮ガスがガス絨毯生成装置に供給可能なように該圧縮ガス提供手段に接続されており、また、該ガス絨毯生成装置は、前記圧縮ガスを用いて、船舶の船体の底にガス絨毯又はガスクッションを生成するよう構成されている。
【００１２】
本発明の船舶推進システムには、圧縮ガス提供手段が内燃機関に接続されているという特徴があり、該圧縮ガス提供手段は、前記内燃機関から発生した排気のエネルギーを、ガスの圧力上昇のために利用して圧縮ガスを生成するように構成されている。
【００１３】
本発明において圧縮ガスとは、大気圧より高い圧力を持つガスを指しており、ガスとしてはたとえば内燃機関の排気（排ガス循環を組み合わせる場合など）、外気、又は外気との組み合わせを用いることができる。
【００１４】
空気絨毯に使用するガスの圧力を高めるために排気エネルギーを利用する場合、内燃機関の余剰エネルギーが分岐されるだけであるため、追加的なエネルギーは不必要となる。圧力上昇システムは、船舶が航行すると、又は船舶の内燃機関が運転されるとすぐに運転され、船舶の速度又はエンジン回転数の上昇、及びそれとともに排気排出量の上昇によって、より多くの排気エネルギーが利用でき、それによりより多くの圧縮ガスが生成可能となる。
【００１５】
本発明の一つの実施形態によると圧縮ガス提供手段は一つの排気タービン、及び、圧縮ガスを生成するために該排気タービンに駆動接続しているコンプレッサを備えており、前記排気タービンの排気入口は内燃機関の排気出口と流体接続されているため、内燃機関から排出された排気を、排気タービンの回転駆動のために排気タービンに供給することが可能であり、また、前記コンプレッサの圧縮ガス出口がガス絨毯生成装置に接続されているため、前記コンプレッサにより生成された圧縮ガスを該ガス絨毯生成装置に供給することが可能である。
【００１６】
近年は非常に効率の高い排気タービンが入手可能であるため、排気エネルギーを簡単かつ効率的に利用して回転駆動エネルギーに変換することが保証される。排気タービンは、長期の運転期間にわたって保守不要なように設計されており、非常に運転信頼性が高い、又は運転安定的であり、それにより保守費用及び運転費用が低減される。さらに、排気タービンはさまざまな寸法及び性能クラスにおいて標準コンポーネントとして導入可能であるため、購入費用は受容可能なものである。つまりコンプレッサは、低コストでエネルギー効率がよく、頻繁な保守が不要で、運転安定的な駆動装置を利用でき、しかも該駆動装置には追加的なエネルギー供給は不要である。
【００１７】
本発明のさらなる実施形態によるとコンプレッサは一つの軸流圧縮機又は一つの遠心圧縮機で構成されている。
【００１８】
軸流圧縮機及び遠心圧縮機も、今日やはり非常に効率の高いものが入手可能であるため、圧縮ガス生成又は圧力上昇のために回転駆動エネルギーを簡単かつ効率的に利用することが保証される。軸流圧縮機及び遠心圧縮機も長期の運転期間にわたって保守不要なように設計されていて非常に運転信頼性が高い、又は運転安定的であり、それにより保守費用及び運転費用が低減される。さらに、軸流圧縮機及び遠心圧縮機もさまざまな寸法及び性能クラスにおいて標準コンポーネントとして導入可能であるため、購入費用は受容可能なものである。
【００１９】
本発明のさらなる実施形態によると、排気タービン及びコンプレッサはユニットに統合され、排気ターボチャージャとして構成されている。
【００２０】
このことは非常に好適であるが、それは、排気タービンとコンプレッサとの間のトルク伝達距離が最小化できるため、それにより効率がさらに高められるからである。さらに、そのことにより非常にコンパクトな配置が達成され、それにより圧縮ガス提供手段に必要な取付空間が低減される。すでにある従来の船舶の基本構想では自由に利用可能な空間がわずかしかない場合があるため、このことは、そのような船舶の改造の際にも好適である。
【００２１】
本発明のさらなる実施形態によると、コンプレッサの圧縮ガス出口がさらに内燃機関のガス入口に接続されているため、コンプレッサにより生成された圧縮ガスを燃焼用に内燃機関に供給することが可能である。
【００２２】
換言すると、コンプレッサから排出された圧縮ガス流は、内燃機関の吸入側の給気にも、ガス絨毯生成装置の圧縮ガス供給にも使用されるということである。そのために該圧縮ガス流は望ましくは２つの圧縮ガス部分流に分割され、これら２つの圧縮ガス部分流の流量は望ましくは制御可能又は調整可能である。つまり、過剰な圧縮ガスは内燃機関の前又は後で分岐される。
【００２３】
この実施形態は、本発明の特に簡潔かつ低コストな実施形態である。
【００２４】
本発明のある一つの実施形態による船舶推進システムは、さらに追加的な一つの排気タービン及び追加的な一つのコンプレッサを有しており、該追加的なコンプレッサは該追加的な排気タービンに駆動接続されており、内燃機関は、該内燃機関で発生した排気を回収するための排気コレクタを備えており、また、該排気コレクタは、その中に回収された排気を２つの排気部分流に分割するように設定されており、第１の排気部分流は圧縮ガス供給手段の排気タービンに供給される、又は供給可能とされており、また、前記追加的なコンプレッサの圧縮ガス排気口が内燃機関のガス入口に接続されているため、前記追加的コンプレッサにより生成された圧縮ガスが、燃焼のために内燃機機関に供給可能である。
【００２５】
換言すると、前記一つのコンプレッサ（つまり、前記圧縮ガス供給手段のコンプレッサ）はガス絨毯生成装置に圧縮ガスを供給し、前記もう一つの（追加的な）コンプレッサは、内燃機関の吸引側に給気する。
【００２６】
本発明の一つの実施形態によると、前記追加的な排気タービンの排気出口は排気排出管を介して、大気側の排気排出口に接続されており、前記第１の排気部分流は一つのバイパスを通じて選択的に前記排気排出管に供給可能である。
【００２７】
それによる長所として、圧縮ガス供給手段が運転されていない時に過剰な排気を問題なく排出できるため、内燃機関の運転に悪影響を与えないことが挙げられる。
【００２８】
望ましくは前記圧縮ガスは、圧力をかけた大気又は圧縮空気で構成される。
【００２９】
本発明の第２の態様によると、先述の本発明の実施形態のいずれか一つ、又は複数の、又はすべてに基づく船舶推進システムを備える船舶が提供される。
【００３０】
そのような船舶は、燃料タンクの航続距離、運転コスト、環境を損なわない、高速という点について特に長所を有する。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一つの実施例による船舶推進システムを図式的に示した図である。
【図２】本発明のさらなる一つの実施例による船舶推進システムを図式的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、望ましい実施形態及び付属の図を参照しながら本発明について詳細に説明する。
【００３３】
図１には、本発明の一つの実施形態に基づく、船舶の船舶推進システム１が図示されている（全体が示されたものではない）。
【００３４】
船舶推進システム１には、２ストローク・ディーゼルエンジンの形で一つの内燃機関１０、該内燃機関１０のクランクシャフト（図示略）に駆動接続しているプロペラシャフト２０、該プロペラシャフト２０に取り付けられたプロペラ（又は船舶スクリュー）２１、内燃機関１０の吸入側で給気を行うための一次排気ターボチャージャ装置３０、二次排気ターボチャージャ４０、ガス絨毯生成装置（図示略）、船舶ファンネルの形での排気排出口５０が備わっている。
【００３５】
前記内燃機関１０には複数のシリンダ・ピストン・ユニット１１、パイプ状の給気エアコレクタ１２、排気コレクタ１３が備わっている。
【００３６】
本図の実施例において一次排気ターボチャージャ装置３０は、並列接続された３つの排気ターボチャージャ３１、３４、３７を備えており、各排気ターボチャージャ３１、３４、３７は排気エネルギーを回転駆動エネルギーに変換するためのそれぞれ一つの排気タービン３２、３５、３８及び、圧縮された大気という形で圧縮ガスを生成するために排気タービン３２、３５、３８にそれぞれ駆動接続されたコンプレッサ３３、３６、３９を備えている。コンプレッサ３３、３６、３９はそれぞれ軸流圧縮機又は遠心圧縮機として実施することができる。各排気タービン３２、３５、３８と、それぞれ付属するコンプレッサ３３、３６、３９は、それぞれ一緒に一体のユニットを形成している。
【００３７】
二次排気ターボチャージャ４０は、圧縮された大気という形で圧縮ガスをガス絨毯生成装置のために提供する圧縮ガス提供手段を構成している。該二次排気ターボチャージャ４０は、排気エネルギーを回転駆動エネルギーに変換するための排気タービン４１、及び圧縮された大気という形で圧縮ガスを生成するために該排気タービン４１に駆動接続しているコンプレッサ４２を備えている。コンプレッサ４２は軸流圧縮機又は遠心圧縮機として実施することができる。排気タービン４１とコンプレッサ４２は、一緒に一体のユニットを形成している。
【００３８】
前記ガス絨毯生成装置は、該ガス絨毯生成装置が、二次排気ターボチャージャ４０からの圧縮ガスを使用してガス絨毯又はガスクッション（記述された実施形態においては空気絨毯又はエアクッション）を船舶の底に生成できるように構成されている。ガス絨毯生成装置の構成の可能性については、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４に記載されていて専門家は理解できるため、ガス絨毯生成装置について詳細に記述する必要はない。
【００３９】
もっとも単純な構成においては、そのようなガス絨毯生成装置は、船体の底にチャンバ状の構造を有しており、該チャンバ状構造には、圧縮ガスを該チャンバ状構造内に導入することができる一つの又は複数の開口部が設けられている。
【００４０】
排気排出口５０には排気熱交換機６０が前置されており、該排気熱交換機６０を介して排気から熱エネルギーを取り出すことができ、該熱エネルギーはたとえば暖房の目的で使用することができる。
【００４１】
排気コレクタ１３には複数の（本図では４つの）出口１３ａ〜１３ｄが設けられていて、該排気コレクタ１３は、排気コレクタ１３内に集められた排気をまず２つの排気部分流に分割するよう構成されており、そのために第１の排気部分流は排気コレクタ１３の出口１３ａを介して、二次排気ターボチャージャ４０の排気タービン４１に供給可能であり、また、第２の排気部分流は排気コレクタ１３の出口１３ｂ〜１３ｄを介して、一次排気ターボチャージャ装置３０の排気タービン３２、３５、３８に供給可能である。
【００４２】
この目的のために、二次排気ターボチャージャ４０の排気タービン４１の排気入口４１ａは、ガスダクト１４（排気供給ダクト）を介して排気コレクタ１３の出口１３ａに流体接続されており、また、一次排気ターボチャージャ装置３０の排気タービン３２、３５、３８のそれぞれの排気入口３２ａ、３５ａ、３８ａは、ガスダクト（排気供給ダクト。記号割当てなし）を介してそれぞれ排気コレクタ１３の出口１３ｂ〜１３ｄの一つに流体接続されている。二次排気ターボチャージャ４０の排気タービン４１に向かうガスダクト１４内には、排気タービン４１の前に、モータ駆動される制御弁又は調節弁１４ａ及び急速閉鎖弁１４ｂが直列に配置されている。
【００４３】
一次排気ターボチャージャ装置３０の排気タービン３２、３５、３８のそれぞれの排気出口３２ｂ、３５ｂ、３８ｂは、ガスダクト１５（排気排出ダクト）を介して排気熱交換機６０に流体接続されており、該排気熱交換機６０からガスダクト１６（排気排出ダクト）を介して排気排出口５０に流体接続されている。排気排出口５０を介して排気は場合によってはフィルタ及び／又は触媒を介して大気内に放出される。
【００４４】
二次排気ターボチャージャ４０の排気タービン４１の排気出口４１ｂは、ガスダクト１７（排気排出ダクト）を介して、排気熱交換機６０に通じるガスダクト１５に流体接続されている。
【００４５】
二次排気ターボチャージャ４０の排気タービン４１の排気入口４１ａに向かうガスダクト１４からは２本のガスダクト１８ａ、１８ｂが分岐しており、そこに急速閉鎖弁１９ａ又はモータ駆動の制御弁又は調節弁１９ｂが接続されている。これら２本のガスダクト１８ａ及び１８ｂは前記急速閉鎖弁１９ａ及び前記制御弁又は調節弁１９ｂの後で一本のガスダクト１８に合流し、該ガスダクト１８は、二次排気ターボチャージャ４０の排気タービン４１の排気出口４１ｂを、排気熱交換機６０に向かうガスダクト１５に接続しているガスダクト１７内に、開口する。
【００４６】
ガスダクト１８ａ、１８ｂ、１８は、二次排気ターボチャージャ４０の排気タービン４１の排気入口４１ａに向かうガスダクト１４を、二次排気ターボチャージャ４０の排気タービン４１の排気出口４１ｂを排気熱交換機６０に向かうガスダクト１５に接続しているガスダクト１７に選択的に流体接続することができるため、それによりガスダクト１８ａ、１８ｂ、１８は、第１の排気部分流を選択的に排気排出管へ、そして排気排出口５０へと供給できる一つのバイパスダクトを形成している。
【００４７】
一次排気ターボチャージャ装置３０のコンプレッサ３３、３６、３９はそれぞれガス入口（図示されず）を備えており、これらガス入口を介してフィルタを通過した外気を大気から吸引することができる。
【００４８】
一次排気ターボチャージャ装置３０のコンプレッサ３３、３６、３９はさらにそれぞれ圧縮ガス出口（記号割当てなし）を備えており、これらの圧縮ガス出口は一つの共通の圧縮ガス回収管１２ａ内に開口しており、該圧縮ガス回収管１２ａは、給気エアコレクタ１２内に開口している。給気エアコレクタ１２は、該給気エアコレクタ１２の一つの圧縮ガス出口（図示されず）を介して内燃機関１０の一つのガス入口（図示されず）に流体接続されているため、一次排気ターボチャージャ装置３０のコンプレッサ３２、３５、３８により生成された圧縮ガスを、燃焼用に内燃機関１０に供給することができる。
【００４９】
二次排気ターボチャージャ４０のコンプレッサ４２にはガス入口（図示されず）が設けられており、該ガス入口を介して、フィルタを通した外気を大気から吸引することができる。
【００５０】
二次排気ターボチャージャ４０のコンプレッサ４２にはさらに圧縮ガス出口４２ｂが設けられており、該圧縮ガス出口４２ｂはガス絨毯生成装置に流体接続されているため、二次排気ターボチャージャ４０のコンプレッサ４２により生成された圧縮ガスを該ガス絨毯生成装置に供給することができる。
【００５１】
その結果、圧縮ガス提供手段を構成する二次排気ターボチャージャ４０は、内燃機関１０により生成された排気のエネルギーを、ガス（本書では外気）の圧力上昇又は圧縮に利用するように設定されているため、圧縮ガス（本書では圧縮空気）が生成され、該圧縮ガスを、船体下でガス絨毯を形成するためにガス絨毯生成装置に供給することができる。
【００５２】
図１の実施形態の一般的なコンセプトによると、二次排気ターボチャージャ４０は圧縮空気を生成するために、内燃機関１０の一次排気ターボチャージャ３１、３４、３７と並行して運転される。
【００５３】
図２には、本発明のさらなる一つの実施形態による、船舶（全体が図示されているわけではない）の船舶推進システム１’が図示されている。船舶推進システム１’は、以下に述べるいくつかの相違点を除いては、図１の船舶推進システム１に対応している。図２の船舶推進システム１’に関する以下の説明においては、図１の船舶推進システム１の場合と同じ部材には同じ記号が付与されている。
【００５４】
図２の船舶推進システム１’には本発明の特に単純かつ低コストの構成、又は、図１の船舶推進システム１の簡略版が示されている。
【００５５】
詳しくは、図２の船舶推進システム１’には、図１の船舶推進システム１と比較して、付属するガスダクト１４、１７を有する二次排気ターボチャージャ４０、及び、バイパスダクトを構成するガスダクト１８ａ、１８ｂ、１８が備わっていない。排気コレクタ１３は図２によると１３ｂ〜１３ｄまでの３つの出口のみを備え、これらの出口はガスダクト（排気供給ダクト。記号なし）を介して、一次排気ターボチャージャ装置３０の排気タービン３２、３５、３８の排気入口３２ａ、３５ａ、３８ａに流体接続されている。
【００５６】
給気エアコレクタ１２には一つの追加的な圧縮ガス出口１２ｂが設けられており、該追加的な圧縮ガス出口１２ｂはガス絨毯生成装置に流体接続されているため、排気ターボチャージャ装置３０により生成された圧縮ガスをガス絨毯生成装置に供給することができる。圧縮ガス出口１２ｂには、図２には図示されていないが、体積流量を調節するための制御装置を配置することができる。
【００５７】
その結果、本発明の図２の実施形態においては（一次）排気ターボチャージャ装置３０は、それぞれの排気ターボチャージャ３１、３５、３７とともに圧縮ガス提供手段を構成しており、該圧縮ガス提供手段は、内燃機関１０により生成された排気のエネルギーを、ガス（本書では外気）の圧力上昇又は圧縮のために使用するように設定されているため、圧縮ガス（本書では圧縮空気）が生成され、該圧縮ガスを、船体の下でガス絨毯を形成するためにガス絨毯生成装置に供給することができる。
【００５８】
図２の実施形態の一般的なコンセプトによると、内燃機関（該船舶の主推進機関）１０の排気ターボチャージャ３１、３４、３７の圧縮空気は直接、空気潤滑のために用いられ、過剰な圧縮空気は内燃機関１０の前又は後で分岐される。
【符号の説明】
【００５９】
１ 船舶推進システム
１’ 船舶推進システム
１０ 内燃機関
１１ シリンダ・ピストン・ユニット
１２ 給気エアコレクタ
１２ａ 圧縮ガス回収管
１２ｂ 圧縮ガス排出口
１３ 排気コレクタ
１３ａ 排出口
１３ｂ 排出口
１３ｃ 排出口
１３ｄ 排出口
１４ ガスダクト
１４ａ 制御弁
１４ｂ 急速閉鎖弁
１５ ガスダクト
１６ ガスダクト
１７ ガスダクト
１８ ガスダクト
１８ａ ガスダクト
１８ｂ ガスダクト
１９ａ 急速開放弁
１９ｂ 制御弁
２０ プロペラシャフト
２１ プロペラ
３０ 排気ターボチャージャ装置
３１ 排気ターボチャージャ
３２ 排気タービン
３２ａ 排気入口
３２ｂ 排気出口
３３ コンプレッサ
３４ 排気ターボチャージャ
３５ 排気タービン
３５ａ 排気入口
３５ｂ 排気出口
３６ コンプレッサ
３７ 排気ターボチャージャ
３８ 排気タービン
３８ａ 排気入口
３８ｂ 排気出口
３９ コンプレッサ
４０ 排気ターボチャージャ
４１ 排気タービン
４１ａ 排気入口
４１ｂ 排気出口
４２ コンプレッサ
４２ｂ 圧縮ガス排出口
５０ 排気排出口
６０ 排気熱交換機
【特許請求の範囲】
【請求項１】
船舶推進システム（１、１’）であって、
内燃機関（１０）と、
圧縮ガスを提供するための圧縮ガス提供手段（３０、４０）と、
ガス絨毯生成装置と、を備え、該ガス絨毯生成装置は前記圧縮ガス提供手段（３０、４０）に接続されているために前記圧縮ガス提供手段（３０、４０）により準備された圧縮ガスが前記ガス絨毯生成装置に供給可能であり、また、該ガス絨毯生成装置は、前記圧縮ガスを用いて船舶の底にガス絨毯を生成するように設定されている、船舶推進システム（１、１’）において、
前記圧縮ガス提供手段（３０、４０）が前記内燃機関（１０）に接続されており、また、前記圧縮ガス提供手段（３０、４０）が、前記圧縮ガスを生成するために、前記内燃機関（１０）により生成された排気のエネルギーをガスの圧力上昇のために使用するように設定されていることを特徴とする、船舶推進システム（１、１’）。
【請求項２】
請求項１に記載の船舶推進システム（１、１’）であって、
前記圧縮ガス提供手段（３０、４０）には一つの排気タービン（３２、３５、３８、４１）及び、圧縮ガスを生成するために該排気タービン（３２、３５、３８、４１）に駆動接続されている一つのコンプレッサ（３３、３６、３９、４２）が備わっており、また、前記排気タービン（３２、３５、３８、４１）の一つの排気入口（３２ａ、３５ａ、３８ａ、４１ａ）が前記内燃機関（１０）の一つの排気出口に流体接続されているために、前記内燃機関（１０）から排出された排気は、前記排気タービン（３２、３５、３８、４１）の回転駆動のために前記排気タービン（３２、３５、３８、４１）に供給可能であり、また、前記コンプレッサ（３３、３６、３９、４２）の一つの圧縮ガス出口（４２ｂ）が前記ガス絨毯生成装置に接続されているために、前記コンプレッサ（３３、３６、３９、４２）により生成された圧縮ガスを前記ガス絨毯生成装置に供給可能であることを特徴とする、請求項１に記載の船舶推進システム（１、１’）。
【請求項３】
前記コンプレッサ（３３、３６、３９、４２）が、一つの軸流圧縮機又は一つの遠心圧縮機から構成されていることを特徴とする、請求項２に記載の船舶推進システム（１、１’）。
【請求項４】
排気タービン（３２、３５、３８、４１）とコンプレッサ（３３、３６、３９、４２）とが一体に統合されて排気ターボチャージャ（３１、３４、３７、４０）として構成されていることを特徴とする、請求項２又は３のいずれか一項に記載の船舶推進システム（１、１’）。
【請求項５】
前記コンプレッサ（３３、３６、３９）の前記圧縮ガス出口がさらに、前記内燃機関（１０）の一つのガス入口に接続されているために、前記コンプレッサ（３３、３６、３９）により生成された圧縮ガスが、燃焼用に前記内燃機関（１０）に供給可能であることを特徴とする、請求項２から４のいずれか一項に記載の船舶推進システム（１’）。
【請求項６】
請求項２から４のいずれか一項に記載の船舶推進システム（１）であって、追加的な一つの排気タービン（３２、３５、３８）、及び、該追加的な一つの排気タービン（３２、３５、３８）に駆動接続されている追加的な一つのコンプレッサ（３３、３６、３９）を備えた船舶推進システム（１）において、
前記内燃機関（１０）には該内燃機関（１０）により生成された排気を回収するための排気コレクタ（１３）が備わっており、また、前記排気コレクタ（１３）は該排気コレクタ（１３）内に回収された排気を２つの排気部分流に分岐させるよう構成されているため、第１排気部分流が前記圧縮ガス提供手段（４０）の排気タービン（４１）に供給可能であり、また、第２排気部分流が前記追加的な排気タービン（３２、３５、３８）に供給可能であり、このとき前記追加的なコンプレッサ（３３、３６、３９）の一つの圧縮ガス出口が前記内燃機関（１０）の一つのガス入口に接続されているために、前記追加的なコンプレッサ（３３、３６、３９）により生成された圧縮ガスが、燃焼用に前記内燃機関（１０）に供給可能であることを特徴とする、請求項２から４のいずれか一項に記載の船舶推進システム（１）。
【請求項７】
請求項６に記載の船舶推進システム（１）であって、前記追加的排気タービン（３２、３６、３８）の一つの排気出口（３２ｂ、３５ｂ、３８ｂ）が一つの排気排出ダクト（１５、１６、１７）を介して一つの大気側排気排出口（５０）に接続されていること、また、一つのバイパスダクト（１８ａ、１８ｂ、１８）が設けられていて、該バイパスダクト（１８ａ、１８ｂ、１８）を介して、第一排気部分流が前記の排気排出ダクト（１５、１６、１７）に選択的に供給可能であることを特徴とする、請求項６に記載の船舶推進システム（１）。
【請求項８】
前記圧縮ガスが、圧縮された大気で構成されていることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の船舶推進システム（１、１’）。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一項に記載の船舶推進システム（１、１’）を備えた船舶。
【請求項１】
船舶推進システム（１、１’）であって、
内燃機関（１０）と、
圧縮ガスを提供するための圧縮ガス提供手段（３０、４０）と、
ガス絨毯生成装置と、を備え、該ガス絨毯生成装置は前記圧縮ガス提供手段（３０、４０）に接続されているために前記圧縮ガス提供手段（３０、４０）により準備された圧縮ガスが前記ガス絨毯生成装置に供給可能であり、また、該ガス絨毯生成装置は、前記圧縮ガスを用いて船舶の底にガス絨毯を生成するように設定されている、船舶推進システム（１、１’）において、
前記圧縮ガス提供手段（３０、４０）が前記内燃機関（１０）に接続されており、また、前記圧縮ガス提供手段（３０、４０）が、前記圧縮ガスを生成するために、前記内燃機関（１０）により生成された排気のエネルギーをガスの圧力上昇のために使用するように設定されていることを特徴とする、船舶推進システム（１、１’）。
【請求項２】
請求項１に記載の船舶推進システム（１、１’）であって、
前記圧縮ガス提供手段（３０、４０）には一つの排気タービン（３２、３５、３８、４１）及び、圧縮ガスを生成するために該排気タービン（３２、３５、３８、４１）に駆動接続されている一つのコンプレッサ（３３、３６、３９、４２）が備わっており、また、前記排気タービン（３２、３５、３８、４１）の一つの排気入口（３２ａ、３５ａ、３８ａ、４１ａ）が前記内燃機関（１０）の一つの排気出口に流体接続されているために、前記内燃機関（１０）から排出された排気は、前記排気タービン（３２、３５、３８、４１）の回転駆動のために前記排気タービン（３２、３５、３８、４１）に供給可能であり、また、前記コンプレッサ（３３、３６、３９、４２）の一つの圧縮ガス出口（４２ｂ）が前記ガス絨毯生成装置に接続されているために、前記コンプレッサ（３３、３６、３９、４２）により生成された圧縮ガスを前記ガス絨毯生成装置に供給可能であることを特徴とする、請求項１に記載の船舶推進システム（１、１’）。
【請求項３】
前記コンプレッサ（３３、３６、３９、４２）が、一つの軸流圧縮機又は一つの遠心圧縮機から構成されていることを特徴とする、請求項２に記載の船舶推進システム（１、１’）。
【請求項４】
排気タービン（３２、３５、３８、４１）とコンプレッサ（３３、３６、３９、４２）とが一体に統合されて排気ターボチャージャ（３１、３４、３７、４０）として構成されていることを特徴とする、請求項２又は３のいずれか一項に記載の船舶推進システム（１、１’）。
【請求項５】
前記コンプレッサ（３３、３６、３９）の前記圧縮ガス出口がさらに、前記内燃機関（１０）の一つのガス入口に接続されているために、前記コンプレッサ（３３、３６、３９）により生成された圧縮ガスが、燃焼用に前記内燃機関（１０）に供給可能であることを特徴とする、請求項２から４のいずれか一項に記載の船舶推進システム（１’）。
【請求項６】
請求項２から４のいずれか一項に記載の船舶推進システム（１）であって、追加的な一つの排気タービン（３２、３５、３８）、及び、該追加的な一つの排気タービン（３２、３５、３８）に駆動接続されている追加的な一つのコンプレッサ（３３、３６、３９）を備えた船舶推進システム（１）において、
前記内燃機関（１０）には該内燃機関（１０）により生成された排気を回収するための排気コレクタ（１３）が備わっており、また、前記排気コレクタ（１３）は該排気コレクタ（１３）内に回収された排気を２つの排気部分流に分岐させるよう構成されているため、第１排気部分流が前記圧縮ガス提供手段（４０）の排気タービン（４１）に供給可能であり、また、第２排気部分流が前記追加的な排気タービン（３２、３５、３８）に供給可能であり、このとき前記追加的なコンプレッサ（３３、３６、３９）の一つの圧縮ガス出口が前記内燃機関（１０）の一つのガス入口に接続されているために、前記追加的なコンプレッサ（３３、３６、３９）により生成された圧縮ガスが、燃焼用に前記内燃機関（１０）に供給可能であることを特徴とする、請求項２から４のいずれか一項に記載の船舶推進システム（１）。
【請求項７】
請求項６に記載の船舶推進システム（１）であって、前記追加的排気タービン（３２、３６、３８）の一つの排気出口（３２ｂ、３５ｂ、３８ｂ）が一つの排気排出ダクト（１５、１６、１７）を介して一つの大気側排気排出口（５０）に接続されていること、また、一つのバイパスダクト（１８ａ、１８ｂ、１８）が設けられていて、該バイパスダクト（１８ａ、１８ｂ、１８）を介して、第一排気部分流が前記の排気排出ダクト（１５、１６、１７）に選択的に供給可能であることを特徴とする、請求項６に記載の船舶推進システム（１）。
【請求項８】
前記圧縮ガスが、圧縮された大気で構成されていることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の船舶推進システム（１、１’）。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一項に記載の船舶推進システム（１、１’）を備えた船舶。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１０−２７４９０５（Ｐ２０１０−２７４９０５Ａ）
【公開日】平成２２年１２月９日（２０１０．１２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１２０７７（Ｐ２０１０−１２０７７）
【出願日】平成２２年１月２２日（２０１０．１．２２）
【出願人】（５００３３４０３６）エムアーエヌ・ディーゼル・エスエー (78)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月９日（２０１０．１２．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月２２日（２０１０．１．２２）
【出願人】（５００３３４０３６）エムアーエヌ・ディーゼル・エスエー (78)
【Ｆターム（参考）】
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