[发明专利]气体润滑减阻节能装置

说明书

一种船用气体润滑减阻节能装置，包括稳压腔、喷气孔、船底气穴、供气设备、输气管路和输气控制系统，其中船底气穴位于船底板外侧，稳压腔设在船底板内侧，供气设备与输气管路连接，输气管路经输气控制系统将气体输运至各个稳压腔，通过船底板上的喷气孔喷出，在船底外表面的气穴内形成稳定气层。输气控制系统包括流量计、压力表、空隙率仪、横摇传感器、电动控制阀、自适应控制程序和警报系统。稳压腔为不锈钢构件焊接于船底板内侧形成的狭长气体通道。船底气穴位于船底板的平面区域。供气设备为鼓风机或空压机。该气体润滑减阻节能装置通过向船舶底部通气，在船舶底部形成并保持一薄层气层，使船底面与水隔绝，减小湿表面积，减阻节能。

技术领域

本发明涉及船舶节能降耗技术，特别是一种新型船用减阻节能装置。

背景技术

随着世界能源危机的逐渐显现，国际油价自进入21世纪以来一直处于震荡上涨状态，这使得航运成本居高不下，因此降低运营成本成为船舶行业共同的课题。与此同时，由于温室气体排放所导致的各种环境问题日益严峻，受到国际社会的广泛关注。更为重要的是，随着IMO对船舶能效指标要求的逐步提高，为达到“2025年及以后建成的船舶能效在现有基础上提高30％”这一目标，仅靠现有的船型优化、主机优化及常规水动力节能装置等手段很难实现。新型船舶节能减排技术的研发因此成为船舶研究领域的重大课题，同时也受到广大船东的青睐。

目前，市场上的新型节能减排措施有很多种，如风帆、太阳能等，但均未取得较好的节能效果，并且受使用环境的制约，严重限制了这些技术的实船使用。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种气体润滑减阻节能装置，其特征在于,包括：稳压腔(2)、船底气穴(6)、供气设备、输气管路(5)和输气控制系统，其中，所述船底气穴(6)位于船底板外侧，在所述船底气穴区域内均匀排列若干喷气孔(4)；所述稳压腔(2)为设置在船底部的、对应所述喷气孔(4)的狭长气体通道，所述稳压腔(2)用于将气体输送至所述喷气孔(4)；所述供气设备与输气管路(5)连接，输气管路(5)经输气控制系统将气体输运至各个稳压腔(2)。

进一步，所述供气设备的气量为Q＝F(KQ,KAL,Re,B,L)

其中：KQ为气量参数；

KAL为输气管路漏气附加系数；

B为船底气穴宽度；

L为船底气穴长度；

Re为船舶航行雷诺数；

进一步，所述供气设备的气压为

其中：kpl为输气管路压力损失附加系数；

km为裕度系数；

ρ为水体密度；

g为重力常数；

H为通气扬程。

进一步，输气管路(5)满足管路内气流速度为F(u)m/s，u为船舶航速。

进一步，输气控制系统包括流量计、压力表、空隙率仪、横摇传感器、电动控制阀、自适应控制程序、警报系统，其中自适应控制程序通过采集流量计、压力表和空隙率仪的测量数据，结合横摇传感器获取的船舶姿态，分析气层在船底的分布情况，调节电动阀开度，在船底各个位置分配气体。