Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
POWER GENERATING ASSEMBLY, VEHICLE COMPRISING A POWER GENERATING ASSEMBLY, AND METHOD FOR ADJUSTING AN INERT GAS PRESSURE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/016638
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a power generating assembly (1) comprising an internal combustion engine (3) and a combustion gas supply (5) which is connected to the internal combustion engine (3) in order to supply combustion gas. The combustion gas supply (5) has an at least double-walled line (9) at least in the region of the internal combustion engine (3), said line having an inner line volume (11) for combustion gas and an outer line volume (13). The outer line volume (13) is fluidically connected to an inert gas supply (15). The power generating assembly also comprises a combustion gas pressure adjusting device (17), which is designed to adjust a combustion gas pressure in the inner line volume (11), and an inert gas pressure adjusting device (19), which is designed to adjust an inert gas pressure in the outer line volume (13). The combustion gas pressure adjusting device (17) and the inert gas pressure adjusting device (19) are designed to select the inert gas pressure and the combustion gas pressure such that the inert gas pressure is higher than the combustion gas pressure.

Inventors:
BOOG, Manuel (Hillstrasse 26, Aulendorf, 88326, DE)
FIMML, Wolfgang (Backenreuter Straße 21, Hörbranz, AT-6912, AT)
PRUNNBAUER, Jan Gerrit (Wanntental 6, Lindau, 88131, AT)
Application Number:
EP2016/001167
Publication Date:
February 02, 2017
Filing Date:
July 07, 2016
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
MTU FRIEDRICHSHAFEN GMBH (Maybachplatz 1, Friedrichshafen, 88045, DE)
International Classes:
F02M21/02; F02D19/02; F02M55/00; F02M65/00; F02M69/46; F16L9/18; F16L11/20
Foreign References:
EP2589787A12013-05-08
US20150129076A12015-05-14
Other References:
None
Download PDF:
Claims:
ANSPRÜCHE

1. Leistungserzeugungsanordnung ( 1 ), mit einer Brennkraftmaschine (3) und einer mit der Brennkraftmaschine (3) zur Zufuhr von Brenngas verbundenen Brenngasversorgung (5), wobei

- die Brenngasversorgung (5) zumindest im Bereich der Brennkraftmaschine (3) eine zumindest doppelwandige Leitung (9) aufweist, die

- ein inneres Leitungsvolumen (11) für Brenngas, und

- ein äußeres Leitungsvolumen (13) aufweist, wobei

- das äußere Leitungsvolumen (13) mit einer Inertgasversorgung (15) fluidverbunden ist; und mit

- einer Brenngasdruckstelleinrichtung (17), die eingerichtet ist zur Einstellung eines

Brenngasdrucks in dem inneren Leitungsvolumen (11), und mit

- einer Inertgasdruckstelleinrichtung (19), die eingerichtet ist zur Einstellung eines

Inertgasdrucks in dem äußeren Leitungsvolumen (13), wobei

- die Brenngasdruckstelleinrichtung (17) und die Inergasdruckstelleinrichtung (19)

eingerichtet sind, um den Inertgasdruck und den Brenngasdruck so zu wählen, dass der Inertgasdruck höher ist als der Brenngasdruck. 2. Leistungserzeugungsanordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Inertgasversorgung (15) einen Speisebehälter (23) aufweist, der mit dem äußeren

Leitungsvolumen (13) über ein erstes Schaltventil (25) fluidverbunden ist.

3. Leistungserzeugungsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Inertgasversorgung (15) ein Inertgasreservoir (27) und/oder eine Inertgaserzeugungseinrichtung (29) aufweist, wobei der Speisebehälter (23) mit dem

Inertgasreservoir (27) und/oder mit der Inertgaserzeugungseinrichtung (29) über ein zweites Schaltventil (31) fluidverbunden ist. 4. Leistungserzeugungsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Speisebehälter (23) über ein drittes Schaltventil (33) mit einer Inertgasentlüftung (35) fluidverbunden ist.

5. Leistungserzeugungsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Drucksensor (37) zur Erfassung eines Inertgasdrucks in dem äußeren Leitungsvolumen (13) vorgesehen ist, der mit der Inertgasdruckstelleinrichtung (19)

wirkverbunden ist.

6. Leistungserzeugungsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Inertgasdruckstelleinrichtung (19) eingerichtet ist zur Einstellung des Inertgasdrucks in dem äußeren Leitungsvolumen (13) durch zyklisches Ansteuern des ersten Schaltventils (25) einerseits, und des zweiten Schaltventils (31) oder des dritten Schaltventils (33) andererseits.

7. Leistungserzeugungsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Inertgasdruckstelleinrichtung (19) eingerichtet ist zur Ansteuerung von wenigstens zwei Schaltventilen (25,31,33) mit einer Schaltfrequenz in Abhängigkeit von einer Druckgröße des Inertgasdrucks in dem äußeren Leitungsvolumen (13).

8. Leistungserzeugungsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Inertgasdruckstelleinrichtung (19) eingerichtet ist zur Bestimmung einer Leckagerate aus dem äußeren Leitungsvolumen (13) anhand einer momentanen

Schaltfrequenz und einer Druckgröße des Inertgasdrucks in dem äußeren Leitungsvolumen (13).

9. Fahrzeug (100), mit einer Leistungserzeugungsanordnung (1) nach einem der

vorhergehenden Ansprüche. 10. Verfahren zum Einstellen eines Inertgasdrucks in einem äußeren Leitungsvolumen (13) einer zumindest bereichsweise doppelwandigen Brenngasversorgung (5), wobei der

Inertgasdruck in einem äußeren Leitungsvolumen (13) der Brenngasversorgung (5) höher gewählt wird als ein Brenngasdruck in einem inneren Leitungsvolumen (11) der

Brenngasversorgung (5).

Description:
MTU Friedrichshafen GmbH

BESCHREIBUNG

Leistungserzeugungsanordnung, Fahrzeug mit einer Leistungserzeugungsanordnung und Verfahren zur Einstellung eines Inertgasdrucks

Die Erfindung betrifft eine Leistungserzeugungsanordnung, ein Fahrzeug mit einer

Leistungserzeugungsanordnung und ein Verfahren zur Einstellung eines Inertgasdrucks.

Klassifizierungsbedingungen für Marineanwendungen von Brennkraftmaschinen, die mit Brenngas betrieben werden sollen, sehen typischerweise Maßnahmen zur Gassicherheit vor, die insbesondere verhindern sollen, dass sich in einem Maschinenraum eines Schiffs ein

explosionsfähiges Gemisch aus Brenngas und Luft bildet. Hierzu ist es bekannt, doppelwandige Brenngasleitungen einzusetzen, wobei in einem inneren Leitungsvolumen Brenngas strömt, und wobei ein äußeres Leitungsvolumen mit Luft oder einem Inertgas gespült wird. Solche doppelwandigen Leitungen sind in Hinblick auf ihre Leckagesicherheit verbesserungswürdig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Leistungserzeugungsanordnung, ein Fahrzeug mit einer solchen Leistungsanordnung und ein Verfahren zur Einstellung eines Inertgasdrucks zu schaffen, wobei die genannten Nachteile nicht auftreten.

Die Aufgabe wird gelöst, indem die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche geschaffen werden. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Aufgabe wird insbesondere gelöst, indem eine Leistungserzeugungsanordnung geschaffen wird, welche eine Brennkraftmaschine und eine mit der Brennkraftmaschine zur Zufuhr von Brenngas verbundene Brenngasversorgung aufweist. Die Brenngasversorgung weist zumindest im Bereich der Brennkraftmaschine eine zumindest doppelwandige Leitung auf, die ein inneres Leitungsvolumen für Brenngas und ein äußeres Leitungsvolumen aufweist, wobei das äußere Leitungsvolumen mit einer Inertgasversorgung fluidverbunden ist. Es ist eine

Brenngasdruckstelleinrichtung vorgesehen, die eingerichtet ist zur Einstellung eines

Brenngasdrucks in dem inneren Leitungsvolumen. Weiterhin ist eine

Inertgasdruckstelleinrichtung vorgesehen, die eingerichtet ist zur Einstellung eines Inertgasdrucks in dem äußeren Leitungsvolumen. Durch Einstellen des Inertgasdrucks in dem Leitungsvolumen wird die Leckagesicherheit der zumindest doppelwandigen Leitung deutlich erhöht, da hier definierte Druckbedingungen vorgesehen werden können. Vorteilhafterweise ist vorgesehen ist, dass die Brenngasdruckstelleinrichtung und die Inertgasdruckstelleinrichtung eingerichtet sind, um den Inertgasdruck und den Brenngasdruck so zu wählen, dass der

Inertgasdruck in dem äußeren Leitungsvolumen höher ist als der Brenngasdruck in dem inneren Leitungsvolumen. Insbesondere auf diese Weise wird die Gasdichtheit und Leckagesicherheit der Brenngasversorgung im Bereich der zumindest doppelwandigen Leitung deutlich erhöht, insbesondere da ein Leck in einer die Leitungsvolumina voneinander trennenden Innenwandung nicht zu einem Ausströmen von Brenngas in das äußere Leitungsvolumen führt, sondern vielmehr zu einem Einströmen von Inertgas in das innere Leitungsvolumen. Somit kann bei einem solchen Fehlerfall kein zünd- oder explosionsfahiges Gemisch entstehen, vielmehr wird bei einer größeren Leckage die Brennkraftmaschine durch das Inertgas erstickt, sodass ein betriebssicherer Zustand erreicht wird.

Dass die Brenngasversorgung zumindest im Bereich der Brennkraftmaschine eine zumindest doppelwandige Leitung aufweist, bedeutet insbesondere, dass die Doppelwandigkeit der Leitung in einer unmittelbaren Umgebung der Brennkraftmaschine vorgesehen ist, insbesondere in einem abgeschlossenen Raum, in dem die Brennkraftmaschine angeordnet ist. Bevorzugt ist die Brennkraftmaschine in einem Maschinenraum angeordnet, in dem die Brenngasversorgung eine zumindest doppelwandige Leitung aufweist. Die Anordnung der Brennkraftmaschine in einem separaten, geschlossenen Maschinenraum und zugleich das Vorsehen einer zumindest doppelwandigen Leitung zur Brenngasversorgung der Brennkraftmaschine erlaubt nach heutigem Klassifizierungsstandard insbesondere eine Anordnung einer Mehrzahl von

Brennkraftmaschinen in ein und demselben Maschinenraum.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Brenngasdruckstelleinrichtung außerhalb des

Maschinenraums in einem separaten Druckstellraum angeordnet ist. Dies erhöht die

Gassicherheit der Leistungserzeugungsanordnung weiter, weil durch diese Abtrennung der Brenngasdruckstelleinrichtung von dem Maschinenraum auch für die

Brenngasdruckstelleinrichtung quasi - über die Wandung des Druckstellraums - eine

Doppelwandigkeit realisiert werden kann. Dies ist auf anderem Wege deswegen nicht möglich, weil für die Brenngasdruckstelleinrichtung benötigte Ventile nicht in doppelwandiger

Ausführung erhältlich sind. Vorzugsweise ist auch die Inertgasdruckstelleinrichtung in dem Druckstellraum angeordnet. Dass die Leitung zumindest doppelwandig ausgebildet ist, bedeutet insbesondere, dass die Leitung mindestens zwei ineinander verschachtelt angeordnete Leitungen, mithin eine innere Leitung und eine äußere, die innere Leitung umgebende Leitung, aufweist. Es ist möglich, dass die Leitung mehr als zwei ineinander geschachtelte Leitungen aufweist.

Unter einem inneren Leitungsvolumen wird hier ein Inneres der inneren Leitung der zumindest doppelwandigen Leitung verstanden, wobei das innere Leitungsvolumen von einer

Innenwandung umschlossen ist, und wobei in dem inneren Leitungsvolumen im Betrieb der Leistungserzeugungsanordnung Brenngas strömt. Unter einem äußeren Leitungsvolumen wird ein Inneres einer äußeren Leitung der zumindest doppelwandigen Leitung verstanden, welches nach außen durch eine Außenwandung und nach innen durch die Innenwandung begrenzt wird. Das äußere Leitungsvolumen umgibt demnach das innere Leitungsvolumen. In dem äußeren Leitungsvolumen befindet sich im Betrieb der Leistungserzeugungsanordnung Inertgas.

Unter einem Inertgas wird insbesondere ein Gas verstanden, welches mit dem Brenngas unabhängig von einem Mischungsverhältnis kein zünd- oder brennfähiges, insbesondere kein explosionsfähiges Gemisch bildet. Das Inertgas ist also insbesondere so gewählt, dass es mit dem Brenngas jedenfalls unter den im Betrieb der Leistungserzeugungsanordnung herrschenden

Bedingungen nicht reagieren kann. Besonders bevorzugt wird als Inertgas Stickstoff verwendet, es sind aber auch andere Inertgase wie beispielsweise Kohlendioxid oder Edelgase,

beispielsweise Argon, möglich. Auch Gasmischungen können als Inertgas verwendet werden. Unter einem Brenngas wird insbesondere ein unter Normalbedingungen, insbesondere also bei 1013 mbar absolut und 25 °C, gasförmiger Stoff oder ein gasförmiges Stoffgemisch verstanden, welches als Brennstoff zum Betrieb einer Brennkraftmaschine geeignet ist. Besonders bevorzugt wird ein methanhaltiges Brenngas, insbesondere Erdgas, verwendet. Die Brenngasdruckstelleinrichtung ist vorzugsweise eingerichtet zum Steuern oder Regeln des Brenngasdrucks, wobei unter einer Einstellung des Brenngasdrucks insbesondere eine Steuerung oder Regelung des Brenngasdrucks verstanden wird. Besonders bevorzugt ist die

Brenngasdruckstelleinrichtung als Gasregelstrecke ausgebildet und zur Regelung des

Brenngasdrucks eingerichtet. Die Inertgasdruckstelleinrichtung ist vorzugsweise eingerichtet zur Steuerung oder Regelung des Inertgasdrucks, wobei auch in diesem Fall unter einer Einstellung des Inertgasdrucks

insbesondere eine Steuerung oder eine Regelung, besonders bevorzugt eine Regelung verstanden wird.

Für die Brenngasdruckstelleinrichtung wird vorzugsweise ein niedrigerer Drucksollwert vorgegeben als für die Inertgasdruckstelleinrichtung, sodass der Inertgasdruck in dem äußeren Leitungsvolumen höher ist, als der Brenngasdruck in dem Leitungsvolumen.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Leistungserzeugungsanordnung ist vorgesehen, dass die Inertgasversorgung einen Speisebehälter aufweist, der mit dem äußeren Leitungsvolumen über ein erstes Schaltventil fluidverbunden ist. Unter einem Speisebehälter wird dabei insbesondere ein Behälter verstanden, dessen Volumen bekannt und kleiner als das Volumen des äußeren Leitungsvolumens ist. Vorzugsweise ist das Volumen des Speisebehälters um einen Faktor von mindestens 10 bis höchstens 40, vorzugsweise von mindestens 20 bis höchstens 30,

vorzugsweise um einen Faktor 25 kleiner als das Volumen des äußeren Leitungsvolumens. Es ist beispielsweise möglich, dass das äußere Leitungsvolumen ein Volumen von 10 L aufweist, wobei das Volumen des Speisebehälters vorzugsweise 0,5 L beträgt. Der Speisebehälter dient insbesondere als Pufferbehälter, um im Falle einer Leckage Inertgas zur Aufrechthaltung des Inertgasdrucks bereitzustellen, und um - insbesondere aufgrund des bekannten und kleinen Volumens - eine Leckagerate einfach bestimmen zu können. Die Inertgasdruckstelleinrichtung ist vorzugsweise mit dem ersten Schaltventil zu dessen Ansteuerung wirkverbunden. Das erste Schaltventil ist insbesondere bevorzugt getaktet ansteuerbar, insbesondere getaktet öffnen- und schließbar, sodass dem äußeren Leitungsvolumen über das erste Schaltventil getaktet Inertgas aus dem Speisebehälter zuführ- oder in den Speisebehälter abführbar ist. Das erste Schaltventil ist vorzugsweise digital in genau zwei Funktionsstellungen schaltbar, nämlich in eine

Offenstellung und in eine Schließstellung. Auf diese Weise ist das erste Schaltventil einfach aufgebaut, kostengünstig und leicht ansteuerbar.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Inertgasversorgung ein Inertgasreservoir aufweist, wobei der Speisebehälter mit dem Inertgasreservoir über ein zweites Schaltventil fluidverbunden ist. Alternativ oder zusätzlich ist vorgesehen, dass die

Inertgasversorgung eine Inertgaserzeugungseinrichtung aufweist, wobei der Speisebehälter mit der Inertgaserzeugungseinrichtung über das zweite Schaltventil fluidverbunden ist. Das zweite Schaltventil ist vorzugsweise mit der Inertgasdruckstelleinrichtung zu dessen Ansteuerung wirkverbunden, wobei es insbesondere getaktet ansteuerbar, insbesondere öffnen- und schließbar ist. Das zweite Schaltventil ist bevorzugt digital in genau zwei Funktionsstellungen schaltbar, nämlich in eine Offenstellung und eine Schließstellung. Es kann daher einfach und kostengünstig aufgebaut sowie leicht ansteuerbar sein. Unter einem Inertgasreservoir wird hier insbesondere ein Vorratsbehälter, insbesondere ein Inertgastank verstanden, wobei der Inertgastank bevorzugt als Flaschenspeicher ausgebildet sein kann. In dem Inertgasreservoir kann bevorzugt eine große und insbesondere für einen längeren Aufenthalt auf See ausreichende Menge an Inertgas gespeichert werden. Der Speisebehälter kann vorzugsweise getaktet durch Ansteuern des zweiten Schaltventils aus dem Inertgasreservoir gespeist werden.

Bevorzugt ist das Volumen des Speisebehälters sehr viel kleiner als das Volumen des

Inertgasreservoirs. Darüber hinaus ist es möglich und bevorzugt vorgesehen, dass das Volumen des Speisebehälters genauer bekannt ist als das Volumen des Inertgasreservoirs.

Unter einer Intergaserzeugungseinrichtung wird eine Einrichtung verstanden, die eingerichtet ist, um Inertgas zu gewinnen. Hierbei kann es sich beispielsweise um einen Stickstoffgenerator handeln, der aus Umgebungsluft Stickstoff gewinnen kann. Es ist dann bevorzugt möglich, den Speisebehälter - insbesondere getaktet - über das zweite Schaltventil aus der

Inertgaserzeugungseinrichtung zu speisen.

Es ist auch möglich, dass die Inertgasversorgung sowohl ein Inertgasreservoir als auch eine Inertgaserzeugungseinrichtung aufweist, wobei dann bevorzugt das Inertgasreservoir aus der Inertgaserzeugungseinrichtung gespeist werden kann, wobei der Speisebehälter bevorzugt aus dem Inertgasreservoir gespeist wird.

Das erste Schaltventil und das zweite Schaltventil sind - von dem äußeren Leitungsvolumen aus gesehen - bevorzugt in Reihe geschaltet, also fluidisch hintereinander angeordnet. Dabei werden das erste Schaltventil und das zweite Schaltventil von der Inertgasdruckstelleinrichtung bevorzugt abwechselnd geschaltet, insbesondere alternierend geöffnet. Der Speisebehälter wird also insbesondere abwechselnd mit dem äußeren Leitungsvolumen einerseits und dem

Inertgasreservoir und/oder der Inertgaserzeugungseinrichtung andererseits fluidverbunden. Auf diese Weise sind definierte Mengen an Inertgas einerseits aus dem Speisebehälter entnehmbar und andererseits diesem zuführbar. Es ist dann insbesondere in einfacher und kostengünstiger Weise möglich, über die Schaltzyklen oder die Schaltfrequenz der Schaltventile einerseits und das Druckniveau in dem äußeren Leitungsvolumen andererseits eine Leckagerate zu berechnen. Ein ansonsten hierfür nötiges, zusätzliches Volumenstrommessgerät kann dann entfallen, sodass die hiermit verbunden Kosten und das hiermit verbundene Gewicht eingespart werden. Dieser Vorteil ergibt sich insbesondere daraus, dass sich aufgrund des kleinen Volumens des

Speisebehälters stets beim Öffnen eines Schaltventils sehr schnell ein Druckgleichgewicht mit dem Volumen jenseits des Schaltventils, also insbesondere dem äußeren Leitungsvolumen oder dem Inertgasreservoir und/oder der Inertgaserzeugungseinrichtung, einstellt, wobei dieser Druck nahe an einem Druckwert liegt, der vor dem Öffnen des Schaltventils in dem - von dem

Speisebehälter aus gesehen - jenseits des Schaltventils angeordneten Volumen herrschte.

Zugleich ergibt sich daraus, dass für einen Druckaufbau und/oder einen Druckabbau in dem äußeren Leitungsvolumen stets eine Mehrzahl von Öffnungszyklen des ersten und zweiten Schaltventils nötig ist, weil das Volumen des Speisebehälters nicht ausreicht, um nach einem Druckabfall in dem äußeren Leitungsvolumen den Druck dort durch einmaliges Öffnen des ersten Schaltventils auf einen Sollwert zu bringen. Vielmehr bedarf es einer zyklischen Speisung des äußeren Leitungsvolumens aus dem Speisebehälter und eines anschließenden Auffüllens des Speisebehälters aus dem Inertgasreservoir und/oder der Inertgaserzeugungseinrichtung - oder umgekehrt. Dabei sind auf der Grundlage einfacher thermodynamischer Zusammenhänge stets ohne weiteres die Massen- und/oder Volumenströme in den einzelnen Schaltzyklen in den

Speisebehälter und aus dem Speisebehälter heraus berechenbar, wobei hieraus insbesondere in Kombination mit den Schaltzyklen der Schaltventile, insbesondere mit der Schaltfrequenz, mit welcher die Schaltventile angesteuert werden, und diesen Volumen- oder Massenströmen eine Leckagerate aus dem äußeren Leitungsvolumen berechnet werden kann.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Speisebehälter über ein drittes Schaltventil mit einer Inertgasentlüftung fluidverbunden ist. Das dritte Schaltventil ist bevorzugt mit der Inertgasdruckstelleinrichtung zu dessen Ansteuerung wirkverbunden, wobei es insbesondere getaktet ansteuerbar, insbesondere getaktet öffnen- und schließbar ist. Das dritte Schaltventil ist vorzugsweise digital in genau zwei Funktionsstellungen schaltbar, nämlich in eine Offenstellung und in eine Schließstellung. Es kann daher einfach und kostengünstig aufgebaut und leicht ansteuerbar sein. Der Speisebehälter kann über das dritte Schaltventil getaktet zu der Inertgasentlüftung hin entlastet werden. Das dritte Schaltventil ist - von dem äußeren Leitungsvolumen aus gesehen - insbesondere in Reihe mit dem ersten Schaltventil und parallel zu dem zweiten Schaltventil geschaltet.

Durch getaktetes, insbesondere alternierendes Ansteuern des ersten Schaltventils, des zweiten Schaltventils und/oder des dritten Schaltventils ist es nun in sehr einfacher Weise möglich, den Inertgasdruck in dem äußeren Leitungsvolumen zu regeln, indem - um den Druck zu erhöhen - dem äußeren Leitungsvolumen durch Öffnen des ersten Schaltventils bei gleichzeitig

geschlossenen zweiten und dritten Schaltventilen Inertgas aus dem Speisebehälter zugeführt wird, wobei anschließend bei geöffnetem zweiten Schaltventil und geschlossenen ersten und dritten Schaltventilen dem Speisebehälter aus dem Inertgasreservoir und/oder der

Inertgaserzeugungseinrichtung wieder Inertgas zugeführt wird, wobei - um den Druck zu senken - durch Öffnen des dritten Schaltventils bei gleichzeitig geschlossenen ersten und zweiten Schaltventilen Inertgas und Druck aus dem Speisebehälter über die Inertgasentlüftung abgelassen werden kann, wobei anschließend bei geöffnetem ersten Schaltventil und

geschlossenen zweiten und dritten Schaltventilen Inertgas aus dem äußeren Leitungsvolumen entnommen und in den Speisebehälter übertragen werden kann. Abhängig von dem konkret vorliegenden Druckniveau ist es auch möglich, zuerst Überdruck aus dem äußeren

Leitungsvolumen in den Speisebehälter zu entlasten, und dann den Speisebehälter zu der Inertgasentlüftung hin zu entlüften.

Unter einer Inertgasentlüftung wird insbesondere eine Einrichtung verstanden, über welche Inertgas an eine Umgebung der Leistungserzeugungsanordnung abgelassen werden kann.

Insbesondere bei einer Marineanwendung der Leistungserzeugungsanordnung ist die

Inertgasentlüftung vorzugsweise in einen sogenannten Ventmast, das heißt einen

Entlüftungskamin eines Schifffahrzeugs, integriert.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Drucksensor zur Erfassung eines Inertgasdrucks in oder an dem äußeren Leitungsvolumen angeordnet ist, wobei der Drucksensor mit der Inertgasdruckstelleinrichtung wirkverbunden ist. Auf diese Weise ist stets ein Istdruck in dem äußeren Leitungsvolumen bestimmbar, sodass auf der Grundlage einer Ist- Soll-Druckabweichung eine Regelung des Inertgasdrucks in dem äußeren Leitungsvolumen durchgeführt werden kann. Außerdem wird bevorzugt das mittels des Drucksensors erfasste Druckniveau des Inertgases in dem äußeren Leitungsvolumen gemeinsam mit den Schaltzyklen oder der Schaltfrequenz der Schaltventile herangezogen, um eine Leckagerate zu bestimmen. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Inertgasdruckstelleinrichtung eingerichtet ist zur Einstellung des Inertgasdrucks in dem äußeren Leitungsvolumen durch zyklisches Ansteuern des ersten Schaltventils einerseits und des zweiten Schaltventils oder des dritten Schaltventils andererseits. Wie zuvor bereits beschrieben kann auf diese Weise der Druck in dem äußeren Leitungsvolumen erhöht und/oder erniedrigt, insbesondere geregelt werden.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Inertgasdruckstelleinrichtung eingerichtet ist zur Ansteuerung von wenigstens zwei Schaltventilen mit einer Schaltfrequenz, die von einer Druckgröße des Inertgasdrucks in dem äußeren Leitungsvolumen abhängt. Die Schaltfrequenz kann dann vorteilhaft in Abhängigkeit der tatsächlich vorliegenden Verhältnisse in dem äußeren Leitungsvolumen gewählt werden, wobei beispielsweise bei einem nur langsamen Absinken oder Ansteigen des Drucks eine geringere Schaltfrequenz gewählt werden kann, wobei bei einem stärkeren oder schnelleren Absinken oder Ansteigen des Drucks eine höhere Schaltfrequenz gewählt werden kann, wobei auf diese Weise flexibel auf einen schnellen Druckanstieg oder eine Leckage in dem äußeren Leitungsvolumen reagiert werden kann.

Unter einer Druckgröße wird insbesondere eine physikalische Größe verstanden, die mit dem Inertgasdruck in dem äußeren Leitungsvolumen in Zusammenhang steht oder von diesem abhängt. Insbesondere kann als Druckgröße der Inertgasdruck in dem äußeren Leitungsvolumen selbst verwendet werden. Es ist auch möglich, dass als Druckgröße eine zeitliche Ableitung des Inertgasdrucks verwendet wird. Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, dass der

Inertgasdruck über einen vorbestimmten Zeitraum integriert wird, wobei das Integral als Druckgröße herangezogen wird. Es ist auch möglich, dass eine Mehrzahl von Druckgrößen, insbesondere der Inertgasdruck selbst, eine zeitliche Ableitung des Inertgasdrucks und/oder ein Integral des Inertgasdrucks zur Bestimmung der Schaltfrequenz herangezogen wird. Dies hängt insbesondere von der Ausgestaltung der Inertgasdruckstelleinrichtung als Druckregler ab, nämlich insbesondere davon, ob die Inertgasdruckstelleinrichtung als Proportionalregler (P- Regler), als Proportional-Differential-Regler (PD-Regler), als Proportional-Integral-Regler (PI- Regler), als Proportional-Integral-Differential-Regler (PID-Regler), oder in anderer geeigneten Weise ausgestaltet ist. Die Schaltfrequenz der Schaltventile stellt dabei vorzugsweise eine Stellgröße für die Druckregelung in dem äußeren Leitungsvolumen dar. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Inertgasdruckstelleinrichtung eingerichtet ist zur Bestimmung einer Leckagerate aus dem äußeren Leitungsvolumen heraus auf der Grundlage einer momentanen Schaltfrequenz der Schaltventile und einer Druckgröße des Inertgasdrucks in dem äußeren Leitungsvolumen. Insbesondere dann, wenn die momentane Schaltfrequenz eine Stellgröße für die Druckregelung darstellt und/oder in Abhängigkeit von der Druckgröße des Inertgasdrucks gewählt wird, ist diese abhängig von einer Druckverlustrate, mithin einer Leckagerate aus dem äußeren Leitungsvolumen heraus. Ist zusätzlich das

Druckniveau in dem äußeren Leitungsvolumen in Form der Druckgröße bekannt, kann - insbesondere auch aufgrund der Tatsache, dass das Volumen des Speisebehälters genau bekannt und klein ist - ohne weiteres die Leckagerate aus der Schaltfrequenz einerseits und der

Druckgröße andererseits berechnet werden.

Die Inertgasdruckstelleinrichtung ist vorzugsweise eingerichtet, um abhängig von der bestimmten Leckagerate wenigstens ein Alarmsignal zu erzeugen, wobei insbesondere ein erster Schwellenwert für ein erstes Alarmsignal vorgesehen ist. Bevorzugt ist außerdem ein zweiter, höherer Schwellenwert für ein zweites Alarmsignal vorgesehen, wobei die Alarmsignale ausgegeben werden, wenn die diesen zugeordneten Schwellenwerte der Leckagerate

überschritten werden. Unter einem Alarmsignal wird hier eine Meldung an einen Betreiber der

Leistungserzeugungsanordnung verstanden, wobei das Alarmsignal insbesondere ein optisches Signal, ein akustisches Signal, ein Vibrationssignal, ein elektrisches Signal oder ein anderes geeignetes Signal sein kann. Verschiedene Alarmsignale, die verschieden großen Leckageraten entsprechen, können beispielsweise mit verschiedenen Farben oder mit verschiedenen

Alarmsignal-Intensitäten verbunden sein. Beispielsweise ist es möglich, dass bei Überschreiten eines ersten Schwellenwerts für die Leckagerate ein gelbes Licht aufleuchtet, um anzuzeigen, dass eine Leckage aufgetreten ist, die noch tolerierbar ist und keine unmittelbaren Maßnahmen erfordert. Bei Überschreiten des zweiten, höheren Schwellenwerts für die Leckagerate wird vorzugsweise ein rotes Licht aktiviert, welches anzeigt, dass eine Undichtigkeit des äußeren Leitungsvolumens vorliegt, welche zwar gegenwertig noch toleriert werden kann, jedoch

Maßnahmen zur Behebung und insbesondere zur Vorsorge gegen eine weitere Vergrößerung der Leckage notwendig macht. Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Inertgasdruckstelleinrichtung eingerichtet ist, um die Brennkraftmaschine zu stoppen, wenn ein dritter Schwellenwert für die Leckagerate

überschritten wird, der eine nicht mehr tolerierbare Leckage darstellt, wobei insbesondere eine Brand- oder Explosionsgefahr bestehen kann. Dieser dritte Schwellenwert ist vorzugsweise höher als der zweite Schwellenwert und/oder höher als der erste Schwellenwert. Vorzugsweise wird zugleich ein drittes Alarmsignal erzeugt, welches dem Betreiber der

Leistungserzeugungsanordnung die Leckage einerseits und den Stopp der Brennkraftmaschine andererseits signalisiert. Die Brennkraftmaschine ist vorzugsweise als Hubkolbenmotor ausgebildet. Es ist möglich, dass die Brennkraftmaschine zum Antrieb eines Personenkraftwagens, eines Lastkraftwagens oder eines Nutzfahrzeugs eingerichtet ist. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel dient die Brennkraftmaschine dem Antrieb insbesondere schwerer Land- oder Wasserfahrzeuge, beispielsweise von Minenfahrzeugen, Zügen, wobei die Brennkraftmaschine in einer

Lokomotive oder einem Triebwagen eingesetzt wird, oder von Schiffen. Auch ein Einsatz der Brennkraftmaschine zum Antrieb eines der Verteidigung dienenden Fahrzeugs, beispielsweise eines Panzers, ist möglich. Ein Ausführungsbeispiel der Brennkraftmaschine wird vorzugsweise auch stationär, beispielsweise zur stationären Energieversorgung im Notstrombetrieb,

Dauerlastbetrieb oder Spitzenlastbetrieb eingesetzt, wobei die Brennkraftmaschine in diesem Fall vorzugsweise einen Generator antreibt. Auch eine stationäre Anwendung der

Brennkraftmaschine zum Antrieb von Hilfsaggregaten, beispielsweise von Feuerlöschpumpen auf Bohrinseln, ist möglich. Weiterhin ist eine Anwendung der Brennkraftmaschine im Bereich der Förderung fossiler Roh- und insbesondere Brennstoffe, beispielswiese Öl und/oder Gas, möglich. Auch eine Verwendung der Brennkraftmaschine im industriellen Bereich oder im Konstruktionsbereich, beispielsweise in einer Konstruktions- oder Baumaschine, zum Beispiel in einem Kran oder einem Bagger, ist möglich. Die Brennkraftmaschine ist vorzugsweise als Dieselmotor, als Benzinmotor, als Gasmotor zum Betrieb mit Erdgas, Biogas, Sondergas oder einem anderen geeigneten Gas, ausgebildet. Insbesondere wenn die Brennkraftmaschine als Gasmotor ausgebildet ist, ist sie für den Einsatz in einem Blockheizkraftwerk zur stationären Energieerzeugung geeignet.

Es ist möglich, dass die Brennkraftmaschine eine Mehrzahl von Zylinderbänken aufweist, beispielsweise eine A-Bank und eine B-Bank. In diesem Fall ist vorzugsweise jeder

Zylinderbank eine eigene, zumindest doppelwandige Leitung zugeordnet, wobei auch jeder Zylinderbank ein eigenes, separates äußeres Leitungsvolumen zugeordnet ist. Jedes dieser Leitungsvolumina ist bevorzugt über ein separates erstes Schaltventil mit dem Speisebehälter fluidverbunden. Im Übrigen gilt für jedes äußeres Leitungsvolumen einer Zylinderbank und für jedes erstes Schaltventil das Gleiche, was zuvor allgemein für ein äußeres Leitungsvolumen und ein erstes Schaltventil ausgeführt wurde. Bevorzugt sind der Speisebehälter, das zweite

Schaltventil und vorzugsweise das dritte Schaltventil für alle Zylinderbänke gemeinsam und mithin jeweils nur einmal vorgesehen.

Die Aufgabe wird auch gelöst, indem ein Fahrzeug geschaffen wird, welches eine

Leistungserzeugungsanordnung nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele aufweist. Das Fahrzeug ist besonders bevorzugt als Schifffahrzeug ausgebildet. Ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Fahrzeugs ist als Hafenschlepper ausgebildet. Die hier vorgeschlagene Leistungserzeugungsanordnung ermöglicht in besonders günstiger Weise ein Erfüllen von Klassifizierungsanforderungen zum sicheren Betrieb von Brennkraftmaschinen mit Brenngas an Bord eines Schifffahrzeugs.

Das Fahrzeug weist vorzugsweise einen Maschinenraum auf, in dem wenigstens eine

Brennkraftmaschine der Leistungserzeugungsanordnung angeordnet ist. Die

Brenngasdruckstelleinrichtung und die Inertgasdruckstelleinrichtung sind bevorzugt in einem separaten Druckstellraum angeordnet, welcher von dem Maschinenraum abgeteilt ist. Die Leitung der Brenngasversorgung ist bevorzugt nur in dem Maschinenraum zumindest doppelwandig ausgebildet. Der Druckstellraum ist vorzugsweise abgeteilt von einem

Speicherraum, in welchem ein Brenngasreservoir angeordnet ist. In demselben Speicherraum oder in einem anderen Speicherraum kann/können ein Inertgasreservoir und/oder eine

Inertgaserzeugungseinrichtung angeordnet sein.

Der Speisebehälter ist vorzugsweise in dem Druckstellraum angeordnet.

Die Aufgabe wird auch gelöst, indem ein Verfahren zum Einstellen eines Inertgasdrucks in einem äußeren Leitungsvolumen einer zumindest bereichsweise doppel wandigen

Brenngasversorgung geschaffen wird, wobei der Inertgasdruck in einem äußeren

Leitungsvolumen höher gewählt wird als ein Brenngasdruck in einem inneren Leitungsvolumen der Brenngasversorgung. Auf diese Weise ergeben sich insbesondere die bereits in

Zusammenhang mit der Leistungserzeugungsanordnung beschriebenen Vorteile. Besonders bevorzugt wird/werden der Inertgasdruck und/oder der Brenngasdruck geregelt, wobei ein Sollwert für den Inertgasdruck bevorzugt höher ist als ein Sollwert für den

Brenngasdruck.

Im Rahmen des Verfahrens wird bevorzugt der Inertgasdruck in dem äußeren Leitungsvolumen durch zyklisches Ansteuern eines ersten Schaltventils, welches in einer ersten Fluidverbindung zwischen dem äußeren Leitungsvolumen und einem Speisebehälter angeordnet ist, einerseits, und eines zweiten Schaltventils, welches in einer zweiten Fluidverbindung zwischen dem Speisebehälter und einem Inertgasreservoir und/oder einer Inertgaserzeugungseinrichtung angeordnet ist, und/oder eines dritten Schaltventils, welches in einer dritten Fluidverbindung zwischen dem Speisebehälter und einer Inertgasentlüftung angeordnet ist, andererseits, eingestellt. Vorzugsweise werden wenigstens zwei Schaltventile, ausgewählt aus dem ersten Schaltventil, dem zweiten Schaltventil und dem dritten Schaltventil, mit einer Schaltfrequenz angesteuert, die abhängig von einer Druckgröße des Inertgasdrucks in dem äußeren Leitungsvolumen gewählt wird. Vorzugsweise wird anhand einer momentanen Schaltfrequenz und einer momentanen

Druckgröße des Inertgasdrucks in dem äußeren Leitungsvolumen eine Leckagerate von Inertgas aus dem äußeren Leitungsvolumen bestimmt.

Die Beschreibung der Leistungserzeugungsanordnung und des Fahrzeugs einerseits sowie des Verfahrens andererseits sind komplementär zueinander zu verstehen. Merkmale der

Leistungserzeugungsanordnung und des Fahrzeugs, die explizit oder implizit in Zusammenhang mit dem Verfahren erläutert wurden, sind bevorzugt einzeln oder miteinander kombiniert Merkmale eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Leistungserzeugungsanordnung oder des Fahrzeugs. Verfahrensschritte, die explizit oder implizit in Zusammenhang mit der

Leistungserzeugungsanordnung und/oder dem Fahrzeug erläutert wurden, sind bevorzugt einzeln oder miteinander kombiniert Schritte einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens.

Dieses zeichnet sich bevorzugt durch wenigstens einen Verfahrensschritt aus, welcher durch wenigstens ein Merkmal eines erfindungsgemäßen oder bevorzugten Ausführungsbeispiels der Leistungserzeugungsanordnung oder des Fahrzeugs bedingt ist. Die Leistungserzeugungsanordnung und/oder das Fahrzeug zeichnet/zeichnen sich bevorzugt durch wenigstens ein Merkmal aus, welches durch wenigstens einen Schritt einer erfindungsgemäßen oder bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens bedingt ist. Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:

Figur 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels

Leistungserzeugungsanordnung, und

Figur 2 eine schematische Darstellung der Funktionsweise der

Leistungserzeugungsanordnung.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Fahrzeugs 100 mit einer Leistungserzeugungsanordnung 1, welche eine Brennkraftmaschine 3 und eine mit der Brennkraftmaschine 3 zur Zufuhr von Brenngas verbundene Brenngasversorgung 5 aufweist. Die Brenngasversorgung 5 ist zumindest im Bereich der Brennkraftmaschine 3, hier insbesondere innerhalb eines Maschinenraums 7, doppelwandig ausgebildet, weist also eine doppelwandige Leitung 9 auf, wobei die Brennkraftmaschine 3 hier zwei Zylinderbänke A, B aufweist, wobei jeder Zylinderbank eine separate doppelwandige Leitung 9.A, 9.B zugeordnet ist. Die doppelwandigen Leitungen 9 weisen jeweils ein inneres Leitungsvolumen 11 auf, indem im Betrieb der Brennkraftmaschine 3 Brenngas strömt, und ein äußeres Leitungsvolumen 13, welches das innere Leitungsvolumen 11 umgibt, und in dem jedenfalls im Betrieb der

Brennkraftmaschine 3 ein Inertgas angeordnet ist. Das äußere Leitungsvolumen 11 ist mit einer Inertgasversorgung 15 fluidverbunden.

Es ist eine Brenngasdruckstelleinrichrung 17 vorgesehen, die eingerichtet ist zur Einstellung eines Brenngasdrucks in dem inneren Leitungsvolumen 11 , wobei die

Brenngasdruckstelleinrichtung hier insbesondere als Gasregelstrecke ausgebildet ist und für eine Regelung des Brenngasdrucks in dem inneren Leitungsvolumen 11 eingerichtet ist.

Es ist eine Inertgasdruckstelleinrichtung 19 vorgesehen, die eingerichtet ist zur Einstellung, insbesondere zur Regelung, eines Inertgasdrucks in dem äußeren Leitungsvolumen 13. Die Brenngasdruckstelleinrichtung 17 und die Inertgasdruckstelleinrichtung 19 sind hier in einem von dem Maschinenraum abgetrennten, separaten Druckstellraum 21 angeordnet.

Die Brenngasdruckstelleinrichtung 17 und die Inertgasdruckstelleinrichtung 19 sind eingerichtet, um den Inertgasdruck und den Brenngasdruck so zu wählen, dass der Inertgasdruck in dem äußeren Leitungsvolumen 13 höher ist als der Brenngasdruck in dem inneren Leitungsvolumen 11.

Die Inertgasversorgung 19 weist einen Speisebehälter 23 auf, der mit dem äußeren

Leitungsvolumen 13 über ein erstes Schaltventil 25 fluidverbunden ist. Dabei ist hier den

Zylinderbänken A, B jeweils ein erstes Schaltventil 25. A, 25. B zugeordnet, wobei im Folgenden nur die Funktionsweise eines ersten Schaltventils 25 in Zusammenhang mit einer Zylinderbank A, B beschrieben wird, wobei sich die Funktionsweise für die andere Zylinderbank B, A vollkommen analog ergibt. Es ist möglich, dass die Brennkraftmaschine 3 nur eine Zylinderbank aufweist, wobei dann auch nur ein äußeres Volumen 13 und nur ein erstes Schaltventil 25 vorgesehen sind. Das Konzept ist aber auf eine beliebige Zahl von Zylinderbänken A, B erweiterbar, indem jeder Zylinderbank ein separates äußeres Volumen 13 zugeordnet wird, und wobei jedem separaten äußeren Leitungsvolumen 13 ein eigenes erstes Schaltventil 25 zugeordnet wird.

Alles was im Folgenden allgemein über ein erstes Schaltventil 25 ausgeführt wird, gilt nun hier konkret für beide erste Schaltventile 25.A, 25.B.

Die Inertgasversorgung 25 weist außerdem ein Inertgasreservoir 27 und hier zusätzlich auch eine Inertgaserzeugungseinrichtung 29 auf. Mittels der Inertgaserzeugungseinrichtung 29, die vorzugsweise als Stickstoffgenerator ausgebildet ist, kann Inertgas erzeugt werden, welches dann in dem Inertgasreservoir 27 gespeichert werden kann. Der Speisebehälter 23 ist hier

insbesondere mit dem Inertgasreservoir 27 über ein zweites Schaltventil 31 fluidverbunden. Von dem äußeren Leitungsvolumen 13 aus gesehen sind das erste Schaltventil 25 und das zweite Schaltventil 31 in Reihe angeordnet. Der Speisebehälter 23 ist dabei fluidisch zwischen dem zweiten Schaltventil 31 und dem ersten Schaltventil 25 angeordnet. Der Speisebehälter 23 ist über ein drittes Schaltventil 33 mit einer Inertgasentlüftung 35 fiuidverbunden. Die Inertgasentlüftung 35 kann beispielsweise in einen Ventmast eines

Schifffahrzeugs, welches die Leistungserzeugungsanordnung 1 aufweist, integriert sein.

Wiederum von dem äußeren Leitungsvolumen 13 aus gesehen ist das dritte Schaltventil 33 in Reihe mit dem ersten Schaltventil 25 und parallel zu dem zweiten Schaltventil 31 angeordnet.

Es ist ein Drucksensor 37 vorgesehen, der eingerichtet und angeordnet ist, um den Inertgasdruck in dem äußeren Leitungsvolumen 13 zu erfassen. Der Drucksensor ist bevorzug mit der

Inertgasdruckstelleinrichtung 19 wirkverbunden. Diese weist vorzugsweise ein hier nicht dargestelltes Steuergerät auf, welches mit den Schaltventilen 31, 33, 35 und mit dem

Drucksensor 37 wirkverbunden ist.

Vorzugsweise ist jeder Zylinderbank A, B ein eigener Drucksensor zugeordnet, wobei der einfacheren Darstellung wegen hier nur ein Drucksensor 37, welcher der Zylinderbank A zugeordnet ist, dargestellt ist.

In Figur 1 ist auch noch ein Rückschlagventil 39 dargestellt, welches als Überdruck- Sicherheitsventil ausgebildet ist, und welches eingerichtet ist, um das Inertgasreservoir 27 bei einem unzulässigen Druckanstieg stromaufwärts des zweiten Schaltventils 31 zu der

Inertgasentlüftung 35 hin zu entlüften.

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung der Funktionsweise der

Leistungserzeugungsanordnung 1 und insbesondere der Inertgasdruckstelleinrichtung 19. Dabei sind auf der Horizontalachse die Zeit t und auf einer ersten, linken Vertikalachse ein Druck p in dem äußeren Leitungsvolumen 13, der bevorzugt mittels des Drucksensors 37 erfasst wird, aufgetragen, wobei auf einer zweiten, rechten Vertikalachse eine Schaltfrequenz f für die Schaltventile 25, 31, 33 aufgetragen ist. Dabei wird im Folgenden nur eine Ansteuerung des ersten Schaltventils 25 und des zweiten Schaltventils 31 beschrieben, weil sich die insoweit gegebene Darstellung auf das Verhalten der Inertgasdruckstelleinrichtung bei einer Leckage, mithin einem Druckabfall beschränkt. Es ist jedoch ohne weiteres verständlich, dass bei einem unzulässigen Druckanstieg in analoger Weise das erste Schaltventil 25 und das dritte Schaltventil 33 angesteuert werden könnten, um das äußere Leitungsvolumen 13 über den Speisebehälter 23 zu der Inertgasentlüftung 35 hin druckzuentlasten. Ein solcher unzulässiger Druckanstieg kann sich beispielsweise aus thermischen Gründen, insbesondere bei einem Temperaturanstieg im Maschinenraum 7 ergeben.

In dem Diagramm von Figur 2 ist ein Solldruck s sowie ein Druckband zwischen einem minimalen Druck p m j n und einem maximalen Druck p max eingezeichnet, in dem der Druck in dem äußeren Leitungsvolumen 13 von dem Solldruck ps abweichen darf, wobei eine solche

Druckabweichung ohne weitere Maßnahme der Inertgasdruckstelleinrichtung 19 toleriert wird.

Eine erste Kurve Kl, die hier durchgezogen dargestellt ist, zeigt den Verlauf des Istdrucks in dem äußeren Leitungsvolumen 13 mit der Zeit t, eine zweite Kurve K2, die hier strichliert dargestellt ist, zeigt eine Schaltfrequenz für die Schaltventile 25, 31 in Abhängigkeit von der Zeit t.

Betrachtet man nun den Druckverlauf der ersten Kurve Kl ausgehend von der linken vertikalen Achse des Diagramms, zeigt sich, dass der Istdruck ausgehend von dem Solldruck ps mit der Zeit t mit einer gewissen Rate sinkt, beispielsweise weil bereits eine gewisse Leckage, insbesondere eine unvermeidbare Restleckage, vorhanden ist. Erreicht der Istdruck den minimalen Druck p m i n , werden das zweite Schaltventil 31 und das erste Schaltventil 25 alternierend mit einer ersten Schaltfrequenz f \ angesteuert, wodurch der Druck in dem äußeren Leitungsvolumen 13 stufenweise erhöht wird. Wird das zweite Schaltventil 31 geschlossen und das erste Schaltventil 25 geöffnet, strömt Inertgas aus dem Speisebehälter 23 in das äußere Leitungsvolumen 13, wenn der Druck in dem Speisebehälter 23 höher ist, als der Druck in dem äußeren Leitungsvolumen 13. Dies ist bei einer Leckage in dem äußeren Leitungsvolumen 13 typischerweise der Fall, wobei insbesondere der Druck in dem Inertgasreservoir 27 oder in der Inertgaserzeugungseinrichtung 29 bevorzugt höher ist als der Solldruck s. Dies gilt dann entsprechend auch für den Druck in dem Speisebehälter 23 nach dessen Auffüllen aus dem Inertgasreservoir 27. Wird das erste Schaltventil 25 geschlossen und das zweite Schaltventil 31 geöffnet, strömt Inertgas aus dem Inertgasreservoir 27 in den Speisebehälter 23 nach. Dies geschieht - wie bereits ausgeführt - alternierend, wobei der Druck in dem äußeren

Leitungsvolumen 13 stufenweise erhöht wird.

Erreicht der Druck wieder den Drucksollwert ps, wird die Ansteuerung der Schaltventile 25, 31 beendet. Der Istdruck sinkt dann mit der bereits zuvor beschriebenen Rate, die insbesondere einer unvermeidbaren Restleckagerate entsprechen kann. Zu einer bestimmten Zeit, die hier durch ein erstes Leckageereignis LI gekennzeichnet ist, tritt eine Vergrößerung der Leckage oder erstmals eine nicht vorgesehene Leckage über die unvermeidbare Restleckage hinaus, auf. Es ist also möglich, dass ein Leck erstmals auftritt, oder dass sich ein bereits vorhandenes Leck vergrößert. Damit vergrößert sich die Leckagerate, und der Istdruck sinkt schneller als zuvor auf den Minimaldruck ab. Daraufhin werden die Schaltventile 25, 31 mit einer zweiten, höheren Schaltfrequenz f 2 angesteuert, und der Druck wird wiederum stufenweise, diesmal in kürzerer Folge aufgrund der kürzeren Schaltfrequenz, erhöht, bis er wiederum den Solldruck ps erreicht. Daraufhin stoppt die Ansteuerung der Schaltventile 25, 31.

Der Druck sinkt dann mit der zweiten, größeren Leckagerate ab, bis er wieder den minimalen Druck pmin erreicht, wobei dann wiederum die Schaltventile mit der zweiten Schaltfrequenz f 2 angesteuert werden, bis der Druck den Solldruck p s erreicht.

Bei einem zweiten, durch ein zweites Leckageereignis L2 gekennzeichneten Zeitpunkt tritt eine kritische Vergrößerung der Leckage auf, sodass die Leckagerate nochmals zunimmt und der Druck rascher auf den Minimaldruck p m i n absinkt. Die Schaltventile 25, 31 werden nun mit einer dritten, maximalen Schaltfrequenz f 3 angesteuert, wobei der Verlauf der ersten Kurve Kl zeigt, dass es bei dieser maximalen Schaltfrequenz und der vorliegenden Leckagerate gerade noch möglich ist, den Inertgasdruck in dem äußeren Leitungsvolumen 13 auf dem minimalen

Druckniveau pm n zu halten.

Die Schaltfrequenz für die Schaltventile 25, 31 wird bevorzugt abhängig von einer Druckgröße, insbesondere von dem Istdruck, einer Ableitung des Istdrucks nach der Zeit und/oder einer Integration des Istdrucks über einen bestimmten Zeitraum, ausgewählt. Abhängig von der Schaltfrequenz und der Druckgröße wird bevorzugt eine Leckagerate berechnet. Dabei wird überwacht, ob die Leckagerate einen ersten Schwellenwert überschreitet. Dies ist im

vorliegenden Beispiel erst der Fall nach dem zweiten Leckageereignis L2. Die vorhergehende Leckage wird demnach toleriert. Nach dem zweiten Leckageereignis L2 überschreitet aber die Leckagerate den vorbestimmten, ersten Schwellenwert, sodass ein erstes Alarmsignal AI ausgegeben wird. Bei einem dritten Leckageereignis L3 vergrößert sich die Leckagerate nochmals, sodass es nun trotz fortgesetzter Ansteuerung der Schaltventile 25, 31 mit der maximalen Schaltfrequenz f 3 nicht mehr möglich ist, den Druck in dem äußeren Leistungsvolumen 13 aufrechtzuerhalten. Dieser sinkt daher weiter ab. Die Leckagerate überschreitet dabei bevorzugt einen zweiten Schwellenwert, sodass ein zweiter Alarm A2 ausgegeben wird.

Bevorzugt ist noch ein dritter Schwellenwert für die Leckagerate vorgesehen, wobei die

Brennkraftmaschine 3 abgeschaltet wird, wenn die Leckagerate diesen dritten Schwellenwert überschreitet.

Ergänzend wird noch erläutert, dass ein beispielsweise aus thermischen Gründen in dem äußeren Leitungsvolumen 13 entstehender Überdruck - insbesondere bei Erreichen des maximalen Drucks p ma x - durch alternierendes Ansteuern des dritten Schaltventils 33 und des ersten

Schaltventils 25 stufenweise abgebaut werden kann, wobei die Vorgehensweise hier genau analog zu der Vorgehensweise zur Erhöhung des Drucks in dem äußeren Leitungsvolumen 13 gewählt wird.

Insgesamt zeigt sich, dass die Leistungserzeugungsanordnung 1, das Fahrzeug und das Verfahren einen sehr sicheren Betrieb von Brennkraftmaschinen mit Brenngas insbesondere für

Marineanwendungen ermöglichen. Dabei sind zur Erkennung einer Leckagerate keine zusätzlichen Messgeräte notwendig, insbesondere kein Volumenstrommessgerät. Es ergibt sich eine doppelte Absperrung hinsichtlich einer Trennung des Brenngases von dem Inertgas.

Weiterhin weist die Leistungserzeugungsanordnung und insbesondere die

Inertgasdruckstelleinrichtung einen einfachen Aufbau auf, wobei insbesondere keine

Druckregelung mittels eines Druckregelventils nötig ist.