[发明专利]用于船舶的空气供应装置、包括其的船舶以及向空气润滑设备供应空气的方法

说明书

描述了一种用于船舶的空气供应装置(100)。该空气供应装置包括主涡轮增压器(110)，该主涡轮增压器(110)具有主压缩机(111)和主涡轮(112)。主涡轮(112)可由主发动机(120)的废气驱动。附加地，空气供应装置(100)包括辅助涡轮增压器(130)，该辅助涡轮增压器(130)具有辅助压缩机(131)和辅助涡轮(132)。辅助涡轮(132)可由从主涡轮(112)提供的废气驱动。进一步地，空气供应装置(100)包括用于降低船舶阻力的空气润滑设备(140)。辅助压缩机(131)与空气润滑设备(140)连接，用于向空气润滑设备(140)供应空气。

技术领域

本公开的各实施例涉及一种用于降低水摩擦阻力的空气润滑型船舶的空气供应装置。进一步地，本公开的各实施例涉及一种向船舶的空气润滑设备供应空气的方法。

背景技术

通常，在海上航行期间，船舶的船底的潜水面受到水的摩擦阻力。尤其是对于大型船舶(例如，货船)，船舶外壳阻力的很大一部分来自外部水在船底的相对流动所生成的摩擦阻力。

为了减少船舶外壳摩擦阻力，可以使用空气润滑，特别地，通过将空气排放到船舶外壳周围。降低摩擦阻力具有较大的燃油经济性提高效果，因此表示减少船舶CO₂排放的有效手段。

在现有技术中，存在用于产生用于外壳润滑的气泡的各种系统和途径。比如，为了生成用于外壳润滑的气泡，现有技术教导直接使用驱动发动机的废气或使用单独电动压缩机或鼓风机。然而，用于外壳润滑的已知系统(特别地，在能量消耗方面)具有一些缺点。

因而，鉴于上述情况，需要改进用于船舶的空气供应装置以及改进用于向船舶的空气润滑设备供应空气的方法，其至少部分克服了现有技术的(特别是关于能源消耗的)问题。

发明内容

鉴于上述情况，提供了一种根据独立权利要求所述的用于船舶的空气供应装置以及一种向船舶的空气润滑设备供应空气的方法。根据从属权利要求、说明书和附图，其他方面、优点和特征是显而易见的。

根据本公开的一方面，提供了一种用于船舶的空气供应装置。该空气供应装置包括主涡轮增压器，该主涡轮增压器具有主压缩机和主涡轮。主涡轮可以由主发动机的废气驱动。附加地，空气供应装置包括辅助涡轮增压器，该辅助涡轮增压器具有辅助压缩机和辅助涡轮。辅助涡轮可以由从主涡轮提供的废气驱动。进一步地，空气供应装置包括用于减小船舶阻力的空气润滑设备。辅助压缩机与空气润滑设备连接，用于向空气润滑设备供应空气。

因而，与用于空气润滑型船舶的传统装置相比较，本公开的空气供应装置得到改进。特别地，如本文中所描述的空气供应装置的实施例在能量效率方面得到改进。更具体地，通过在根据本文中所描述的实施例的主涡轮增压器下游提供具有辅助涡轮增压器的空气供应装置具有以下优点：可以以高能量效率产生用于空气润滑设备的大量低压压缩空气。因而，更一般地讲，涡轮增压船用发动机可以配备有辅助涡轮增压器，使得有利地，发动机主涡轮增压器中膨胀后与废气相关的能量可以用于驱动辅助涡轮增压器。辅助涡轮增压器用于压缩大量低压空气，然后，该低压空气馈送到船舶外壳下方的空气润滑设备中用于生成气泡，以减少船舶的水-外壳摩擦。减少船舶外壳摩擦造成船舶能源使用量的整体减少。

进一步地，应当指出，传统上，来自主涡轮增压器的废气通过废气管浪费。因此，通过使用来自主涡轮增压器的废气来驱动用于向空气润滑设备提供空气的辅助涡轮增压器，可以显著提高船舶燃料效率。换言之，本公开的实施例有益地提供了提高船舶整体能量效率的可能性，从而节省燃料，进而降低操作成本。

根据本公开的另一方面，提供了一种船舶，包括根据本文中所描述的任何实施例的空气供应装置。

根据本公开的另一方面，提供一种向船舶的空气润滑设备供应空气的方法。该方法包括：通过使用来自主涡轮增压器的主涡轮的废气来驱动辅助涡轮增压器。主涡轮增压器用于为用于驱动船舶的主发动机增压。进一步地，该方法包括：从辅助涡轮增压器的辅助压缩机向空气润滑设备供应空气。