一种船舶气泡减阻节能装置-k8凯发

本发明属于减阻装置，具体为一种船舶气泡减阻节能装置。

背景技术：

1、船舶阻力是船舶在运行中消耗能量最多因素之一，气泡减阻技术可以通过在船舶表面产生气泡层，改变水流运动方式，减少了水流对船舶的摩擦阻力，进而减小船舶阻力，通过和其他装置的结合使用，可以更大限度的节约船舶耗能，提高船舶的航速和效率。气泡减阻技术需要通过气泡发生器产生大量气泡，要使气泡向底部喷出形成稳定气泡膜，气体产生的耗能大，船舶运行过程中损耗大，节能效果低。

2、现有各项气泡减阻技术通过压缩机在船舶底部形成气泡层，改变船底附近湍流边界层状态，由于压缩机运行会使船舶节能降低，减阻效果不明显等问题。另外，船舶运行过程中产生大量废气，废气不合理利用会使船舶能耗增加，污染环境。

技术实现思路

1、发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明目的是提供一种能够降低船舶航行阻力、提高气泡生成率、降低运行成本、节约耗能的船舶气泡减阻节能装置。

2、技术方案：本发明所述的一种船舶气泡减阻节能装置，包括气体发生器、储气室和气体释放器，储气室通过进气液管道、空心管一与气体发生器相连，储气室通过导气管与气体释放器相连，气体释放器设置在船舶底部；进气液管道上设置入水口、输气口，进气液管道的直径沿着远离储气室的方向逐渐变大；储气室内设置气液混合器，气液混合室上设置与发动机废气管相连的单向阀，能够增加储气室的气泡数量，增大压力，加快了气体排出的速度，提高气泡生成率，减少船舶航行阻力，利用发动机排废气压力，降低船舶运行成本，节约耗能。

3、进一步地，气液混合器自圆心处向外依次包括叶轮、过滤网、气泡网、气液混合室，叶轮通过连接管与进气液管道相连，叶轮旋转能够将进气液管道引入的液体和气体搅拌混合；气液混合室与气液管道相连。气液管道与导气管相连。

4、进一步地，气体发生器包括压力罐和压缩机，压力罐、压缩机设置在船艏并通过空心管二相连。压力罐内设置用于测量空气流速的流量仪。流量仪与中控系统连接，通过中控系统控制进入气体释放器的空气流量大小。

5、进一步地，单向阀为弹簧式止回阀，通过克服弹簧力使单向阀口打开，当进气口没有压缩气体时，阀口处于关闭状态。单向阀和气液混合室连接角度为90°。

6、进一步地，气体释放器为双文丘里管。气体释放器包括排气管体和喷气口，排气管体的两端设置孔状喷气口，孔隙率为48％～83％。

7、进一步地，导气管上设置止逆阀，能够防止气液回流。

8、进一步地，导气管与气体释放器连接角度为30°～60°，设置的有倾斜角度的导气管有利于气泡流顺利进入气液释放器中，防止气泡流回流再进入气液混合室。

9、进一步地，储气室和气体释放器的连接处设置防水密封圈，有利于增强密封性；储气室的表面设置防腐蚀涂层，有利于延长使用寿命。

10、进一步地，导气管、进气液管道为喇叭状。

11、工作原理：在高速行驶船舶中水通过空心管连接经过止逆阀，利用空气压缩机中产生的大量气体。当空气流量达到所需量时，流量仪读数达到指定值，压缩机产生一定流速的空气正常工作，空气顺着导管储存在压力罐中；随后顺着导管流入，流量仪可以监测流入空气流量，当达到一定流量时，经输气口连接止逆阀和入水口进入气体混合器，此时流量仪可以测量压力罐中的空气流速，通过调节流量仪可以设置空气流速的大小。高速行驶的船舶，一部分水以一定速度通过入水口进入，气液混合后依靠叶轮高速旋转在气液混合室中产生压力，从通气管中吸入空气经叶轮与水搅拌形成微小气泡甩出叶片外面，所以无需搅拌器，随着空气的进入，由于气液的加压混合，叶片每转动一次叶轮间的空气容积就会改变，每个叶片间的水就像活塞一样，同时也可增加压力吸气，排气，产生伯努利效应，气液经细化过滤网过滤，经过气泡网，通过气液管道，经导气管连接气液释放器。另外，一端与发动机废气管道连接另一端经单向阀连接气液混合室，增加空气含量，由于压力增大，连接气液释放器进入气泡流增大文丘里管的性能，而且管道的设置为两头喇叭口结构，同时加大了气泡流面积，中间管道也更容易形成涡流，增加气泡流射流现象。导管口为喇叭状并设置止逆阀，为防止气液回流，而且气液混合后产生更多气泡，能够更好的在船舶底部形成气泡层，增加船舶润湿面积，降低船舶局部湍流粘度，从而达到降低船舶航行阻力的作用。

12、有益效果：本发明和现有技术相比，具有如下显著性特点：

13、1、通过水和空气相继经过进口面积逐渐减小的输送管进入气液混合器，借助气液混合器中叶轮转动以较高速度带出空气，从而形成稳定气层包裹在船体底部，有利于显著减少船舶前进阻力，减阻效果好；

14、2、利用船舶发动机废气压力，将废气经处理通过单向阀输送至气液混合器，增加气泡生成率，并通过输气管道连接两侧气体释放器向外喷射气体，在一定程度上提高气泡层生成效率，由于是利用发动机废气，降低了船舶航行中能量的消耗，对环境友好；

15、3、气液混合器和气体释放器连接设置止逆阀，发动机废气和气体释放器设置单向阀接口，防止气液逆向流入。气液混合器设置细化过滤网，产生大量微气泡；

16、4、气体释放器采用多孔双文丘里管设计，根据伯努利效应，空气两侧通过管道经气体释放器排除，且排放过程中流速显著加快，从而使气液流体中气泡更均匀。

技术特征：

1.一种船舶气泡减阻节能装置，其特征在于：包括气体发生器(1)、储气室(2)和气体释放器(3)，所述储气室(2)通过进气液管道(4)、空心管一(5)与气体发生器(1)相连，所述储气室(2)通过导气管(6)与气体释放器(3)相连，所述气体释放器(3)设置在船舶(7)底部；所述进气液管道(4)上设置入水口(8)、输气口(9)，所述进气液管道(4)的直径沿着远离储气室(2)的方向逐渐变小；所述储气室(2)内设置气液混合器(10)，所述气液混合器(10)上设置与发动机废气管相连的单向阀(11)。

2.根据权利要求1所述的一种船舶气泡减阻节能装置，其特征在于：所述气液混合器(10)自圆心处向外依次包括叶轮(1001)、过滤网(1002)、气泡网(1003)、气液混合室(1004)，所述叶轮(1001)通过连接管(12)与进气液管道(4)相连，所述叶轮(1001)旋转能够将进气液管道(4)引入的液体和气体搅拌混合；所述气液混合室(1004)与气液管道(1005)相连。

3.根据权利要求2所述的一种船舶气泡减阻节能装置，其特征在于：所述气液管道(1005)与导气管(6)相连。

4.根据权利要求1所述的一种船舶气泡减阻节能装置，其特征在于：所述气体发生器(1)包括压力罐(101)和压缩机(102)，所述压力罐(101)、压缩机(102)设置在船艏并通过空心管二(103)相连。

5.根据权利要求4所述的一种船舶气泡减阻节能装置，其特征在于：所述压力罐(101)上设置用于测量空气流速的流量仪。

6.根据权利要求1所述的一种船舶气泡减阻节能装置，其特征在于：所述单向阀(11)为弹簧式止回阀，通过克服弹簧力使单向阀口打开，当进气口没有压缩气体时，阀口处于关闭状态。

7.根据权利要求1所述的一种船舶气泡减阻节能装置，其特征在于：所述气体释放器(3)为双文丘里管。

8.根据权利要求1或7所述的一种船舶气泡减阻节能装置，其特征在于：所述气体释放器(3)包括排气管体(301)和喷气口(302)，所述排气管体(301)的两端设置孔状喷气口(302)，孔隙率为48％～83％。

9.根据权利要求1所述的一种船舶气泡减阻节能装置，其特征在于：所述导气管(6)上设置止逆阀。

10.根据权利要求1所述的一种船舶气泡减阻节能装置，其特征在于：所述储气室(2)和气体释放器(3)的连接处设置防水密封圈，所述储气室(2)的表面设置防腐蚀涂层。

技术总结
本发明公开了一种船舶气泡减阻节能装置，包括气体发生器、储气室和气体释放器，储气室通过进气液管道、空心管一与气体发生器相连，储气室通过导气管与气体释放器相连，气体释放器设置在船舶底部；进气液管道上设置入水口、输气口，进气液管道的直径沿着远离储气室的方向逐渐变小；储气室内设置气液混合器，气液混合室上设置与发动机废气管相连的单向阀。本发明通过水和空气相继经过进口面积逐渐减小的输送管进入气液混合器，借助气液混合器中叶轮转动以较高速度带出空气，从而形成稳定气层包裹在船体底部，有利于显著减少船舶前进阻力，减阻效果好；在一定程度上提高气泡层生成效率，利用发动机废气，降低了船舶航行中能量的消耗，对环境友好。

技术研发人员：李阳,陈淑玲
受保护的技术使用者：江苏科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8