一种船舶用透气桅装置及船舶的制作方法

1.本发明涉及船舶技术领域，尤其涉及一种船舶用透气桅装置及船舶。


背景技术：

2.随着船舶碳减排要求的日益严格，氨燃料作为无碳燃料，越来越受到船东的青睐。为确保氨燃料使用的安全性，其围护系统和供给系统需要设置透气释放管路，因氨燃料属于低闪点燃料，按照低闪点燃料规范要求透气桅的高度大于船宽的1/3，且需要高出船员工作面至少6米以上，以加快可燃气体扩散，避免出现可燃气体聚集形成易燃易爆的环境。
3.现有的透气桅直接将氨燃料释放至大气环境中，从而无法有效避免氨燃料从透气桅扩散至居住区，存在氨燃料致使船员中毒的风险。此外，现有的很多船舶因其布置等原因，无法将透气桅的高度设置为大于船宽的1/3，从而使得现有的船舶安全性较低，不能满足要求。
4.因此，亟待需要一种船舶用透气桅装置以解决上述问题。


技术实现要素：

5.本发明的一个目的在于提供船舶用透气桅装置，无需将透气桅设置为船宽的1/3，就可以降低船员氨燃料中毒风险，提高船舶安全性。
6.本发明的另一个目的在于提供船舶，通过应用上述船舶用透气桅装置，可降低船员氨燃料中毒风险，提高船舶安全性。
7.为实现上述目的，提供以下技术方案：
8.第一方面，提供了一种船舶用透气桅装置，包括：
9.透气集管，包括呈夹角设置的第一管和第二管，所述第一管上依次设有第一接口、第二接口和第三接口，所述第二管与外界连通；
10.释放管，其一端与氨燃料系统的排气口连通，其另一端与所述第一接口连接；
11.回收系统，包括收集循环柜、循环泵、喷淋管组和第一回收管，所述收集循环柜用于容置溶液，所述收集循环柜的出口通过所述循环泵与所述喷淋管组的入口连接，所述喷淋管组的出口连接所述第二接口，所述第一回收管的一端连接所述第三接口，其另一端连接所述收集循环柜的入口。
12.作为所述船舶用透气桅装置的可选方案，所述喷淋管组包括环管和喷嘴，所述环管套设于所述第一管外，多个所述喷嘴沿所述环管的周向间隔连接于所述环管的环内，所述喷嘴穿过所述第二接口伸入所述第一管内。
13.作为所述船舶用透气桅装置的可选方案，所述喷淋管组还包括总管，多个所述环管平行间隔连接于所述总管上，所述总管的入口连接于所述循环泵。
14.作为所述船舶用透气桅装置的可选方案，所述回收系统还包括第二回收管，所述第一管上还设有第四接口，所述第二回收管的一端连接所述第四接口，另一端连接所述收集循环柜的入口。
15.作为所述船舶用透气桅装置的可选方案，所述第三接口位于所述第一管的底部，所述第四接口位于所述第一管的顶部。
16.作为所述船舶用透气桅装置的可选方案，所述第一回收管包括第一u型弯；和/或
17.所述第二回收管包括第二u型弯。
18.作为所述船舶用透气桅装置的可选方案，所述第一接口位于所述第一管的顶部。
19.作为所述船舶用透气桅装置的可选方案，所述船舶用透气桅装置还包括第一液位报警器，所述第一液位报警器设于所述第一管内，所述第一液位报警器与所述第一管的底部之间的距离小于所述第一接口与所述第一管的底部之间的距离。
20.作为所述船舶用透气桅装置的可选方案，所述船舶用透气桅装置还包括除雾器，所述除雾器设于所述第二管上。
21.作为所述船舶用透气桅装置的可选方案，所述船舶用透气桅装置还包括第一氨气探测器，所述第一氨气探测器设于所述第一管内并位于所述除雾器的上方。
22.作为所述船舶用透气桅装置的可选方案，所述回收系统还包括透气管，所述透气管的一端连接所述第二管，其另一端与所述收集循环柜的顶部连接。
23.第二方面，提供了一种船舶，包括如上所述的船舶用透气桅装置。
24.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
25.本发明提供的船舶用透气桅装置，包括透气集管、释放管和回收系统，透气集管包括呈夹角设置的第一管和第二管，第一管上依次设有第一接口、第二接口和第三接口；释放管的一端与氨燃料系统的排气口连通，其另一端与第一接口连接；回收系统包括收集循环柜、循环泵、喷淋管组和第一回收管，收集循环柜的出口通过循环泵与喷淋管组的入口连接，喷淋管组的出口连接第二接口；第一回收管的一端连接第三接口，其另一端连接收集循环柜的入口。氨燃料系统内的氨气通过释放管进入第一管，回收系统通过喷淋管组向第一管内喷射水，氨气溶于水后通过第一回收管进入收集循环柜内，从而完成氨气的回收，降低从第二管排出的气体中氨气的含量，无需将第二管的高度设置为大于船宽的1/3，降低船员氨中毒风险，提高船舶安全性。
26.本发明提供的船舶，通过应用上述船舶用透气桅装置，可降低船员氨燃料中毒风险，提高船舶安全性。
附图说明
27.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
28.图1为本发明实施例提供的船舶用透气桅装置的结构示意图；
29.图2为图1中a-a处的剖视图。
30.附图标记：
31.1、透气集管；11、第一管；111、第一接口；112、第二接口；113、第三接口；114、第四接口；115、第一液位报警器；12、第二管；121、除雾器；122、第一氨气探测器；123、透气头；
32.2、释放管；21、第二氨气探测器；
33.3、回收系统；31、收集循环柜；311、补水口；312、泄放口；313、惰性气体接口；32、循环泵；33、喷淋管组；331、总管；332、环管；333、喷嘴；34、第一回收管；35、第二回收管；36、透气管；37、第二液位报警器；38、第三液位报警器。
具体实施方式
34.为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
35.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
36.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
37.在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
38.图1示出了本发明提供的船舶用透气桅装置的结构示意图。如图1所示，船舶用透气桅装置包括透气集管1、释放管2和回收系统3，其中，透气集管1包括呈夹角设置的第一管11和第二管12，第一管11上依次设有第一接口111、第二接口112和第三接口113，第二管12与外界连通；释放管2的一端与氨燃料系统的排气口连通，其另一端与第一接口111连接，使得从氨燃料系统中排出氨燃料能够进入到透气集管1的第一管11内；回收系统3用于收集从释放管2进入至透气集管1内的氨燃料，从而降低从第二管12排出的气体中的氨气含量，降低船员氨中毒风险。
39.图1中，释放管2的数量为两个，相应地，第一管11上的第一接口111的数量也为两个，两个释放管2分别通过一个第一接口111连接于第一管11上。氨燃料系统的排出口可能存在多个，比如氨燃料加注系统、围护系统、供给系统以及氨燃料设备，因此，释放管2的数量还可以是任意数量，在此不作限制。
40.透气集管1的第一管11沿水平方向延伸，将第一管11设置为沿水平方向延伸，可以减缓氨气的流动速度，从而提高氨气溶于水的溶解量，提高氨气回收效率。优选地，第一接口111设于第一管11的周侧壁的顶部，以避免第一管11内的氨溶液通过第一接口111倒灌入释放管2内。
41.船舶用透气桅装置还包括第一液位报警器115，第一液位报警器115设于第一管11内，第一液位报警器115与第一管11的底部之间的距离小于第一接口111与第一管11的底部
之间的距离。当第一液位报警器115发出警报时，可暂停循环泵32减少向第一管11内喷射的水量，以避免第一管11内的氨溶液从第一接口111处倒灌进入释放管2内。
42.图1中，第二管12与第一管11垂直设置。由于氨燃料系统排出的气体温度较高，即使经过回收系统3处理气体的温度依旧较高，当高温气体进入第二管12内后，容易在第二管12内形成冷凝液，将第二管12沿竖直方向设置，便于冷凝液顺利流回第一管11内。
43.进一步地，船舶用透气桅装置还包括透气头123，透气头123连接于第二管12的出口端，透气头123可用于防止雨水进入第二管12内，并可释放回收系统3无法吸收的气体，比如氮气等。
44.船舶用透气桅装置还包括除雾器121，除雾器121设于第二管12上。由于回收系统3在吸收氨气的同时，会产生少量的氨溶液水雾，通过除雾器121可去除氨溶液水雾，使其重新滴落至透气集管1的第一管11内，防止氨水水雾从透气头123透出至大气引起船舶甲板腐蚀，产生有毒氨气。当然，除雾器121还可以安装于第二管12外。
45.船舶用透气桅装置还包括第一氨气探测器122，第一氨气探测器122设于第一管11内并位于除雾器121的上方。第一氨气探测器122用于监测通过除雾器121后的排出气体内的氨气含量，防止回收系统3失效导致氨气释放至外界。第一氨气探测器122可预先设定符合国家标准要求的预设值，当第一氨气探测器122监测到的氨气含量超过预设值后，第一氨气探测器122发出警报，船员可及时将船舶动力模式由氨燃料模式切换至燃油模式。当然，在其他实施例中，当氨气检测器发出警报后，还可以将信号传递到船舶的控制系统，由控制系统控制切换船舶的动力模式。优选地，第一氨气探测器122位于透气管36与第二管12连接处的上方，无论是回收系统3失效或者收集循环柜31内释放出氨气，均需要切换船舶的动力模式，降低船员氨中毒风险，提高船舶安全性。
46.进一步地，释放管2上设置第二氨气探测器21，第二氨气探测器21用于探测是否存在氨气释放，如存在则启动回收系统3的循环泵32，开启喷淋回收模式。
47.可选地，上述第一氨气探测器122与释放管2上安装的第二氨气探测器21可选用同一型号的氨气监测装置，也可以选用不同型号的氨气监测装置，在此不作限制。
48.参见图1，回收系统3包括收集循环柜31、循环泵32、喷淋管组33和第一回收管34，收集循环柜31用于容置溶液，收集循环柜31的出口通过循环泵32与喷淋管组33的入口连接，喷淋管组33的出口连接第二接口112，循环泵32为喷淋管组33提供动力，使得收集循环柜31内的液体能够喷入透气集管1的第一管11内；第一回收管34的一端连接第三接口113，其另一端连接收集循环柜31的入口。氨燃料系统内的氨气通过释放管2进入第一管11，回收系统3通过喷淋管组33向第一管11内喷射水，氨气溶于水后通过第一回收管34进入收集循环柜31内，从而完成氨气的回收，降低从第二管12排出的气体中氨气的含量，无需将第二管12的高度设置为大于规范要求的船宽的1/3，降低船员氨中毒风险，提高船舶安全性。收集循环柜31设于透气集管1的下方，使得透气集管1的第一管11内的氨溶液能够在重力作用下通过第一回收管34进入收集循环柜31内。
49.回收系统3还包括第二回收管35，第一管11上还设有第四接口114，第二回收管35的一端连接第四接口114，另一端连接收集循环柜31的入口。如此设置，通过第一回收管34和第二回收管35可以将透气集管1的第一管11内的氨溶液快速排放至收集循环柜31内。
50.第三接口113位于第一管11的底部，第四接口114位于第一管11的顶部。如此设置，
可使得第一回收管34始终能够将第一管11内的氨溶液排放至收集循环柜31内，当第一管11内的氨溶液高于第四接口114时，第二回收管35开始工作，第一管11内的氨溶液同时从第一回收管34和第二回收管35排放至收集循环柜31内。此外，第四接口114的高度要低于第一接口111的高度，使得当第一管11内氨溶液到达第四接口114时，就能够从第二回收管35排出，避免氨溶液从第一接口111处倒灌至释放管2内。
51.第一回收管34和第二回收管35的出口均浸没于收集循环柜31的氨溶液下方，避免透气集管1的第一管11内的氨气通过第一回收管34和第二回收管35进入收集循环柜31内。第一回收管34包括第一u型弯，第二回收管35包括第二u型弯。如此设置，可增加进入第一回收管34和第二回收管35内的氨溶液的流动路径，使得氨燃料内的氨气更好地溶于水中。
52.收集循环柜31上还设有补水口311和泄放口312。当收集循环柜31的水内氨含量达到饱和时，可通过泄放口312将收集循环柜31内的氨溶液排放至更大的氨溶液储存舱内。然后通过补水口311向收集循环柜31内补充新水，以更好地回收透气集管1的第一管11内的氨燃料。
53.回收系统3还包括第二液位报警器37和第三液位报警器38，第二液位报警器37和第三液位报警器38沿竖直方向设于收集循环柜31的内部。当收集循环柜31内的氨溶液位于或超过第二液位报警器37后，第二液位报警器37能够发出警报，提醒工作人员将收集循环柜31内的氨溶液排放至更大的氨溶液储存舱内。当收集循环柜31内的氨溶液低于第三液位报警器38后，第三液位报警器38能够发出警报，提醒工作人员实时补充新水，保证氨气的回收效率。当然，在其他实施例中，泄放口312和补水口311均设有电控阀，第二液位报警器37和第三液位报警器38发出警报后，还可以直接将信号传递给船舶的控制系统，然后由控制系统控制电控阀的开闭，也能达到上述效果。需要说明的是，新水可以是淡水也可以是海水，只要能够溶解氨气即可。
54.为了维持收集循环柜31内的惰化环境，收集循环柜31设有惰性气体接口313，惰性气体接口313与惰性气体供给装置连接，用于向收集循环柜31内补充惰性气体，维持收集循环柜31内部的惰化环境。
55.回收系统3还包括透气管36，透气管36的一端连接第二管12，其另一端与收集循环柜31的顶部连接。当收集循环柜31内的压力过大时，收集循环柜31内的惰性气体可通过透气管36排放至透气集管1的第二管12内，然后由第二管12排出。优选地，收集循环柜31设有透气接口，透气接口通过透气阀与透气管36连接，透气阀具有打开状态和关闭状态，从而可根据需要打开透气阀或关闭透气阀。
56.图2示出了图1中a-a处的剖视图。如图2结合图1所示，喷淋管组33包括总管331、环管332和喷嘴333，总管331用于连接循环泵32和环管332，环管332套设于第一管11外，多个喷嘴333沿环管332的周向间隔连接于环管332的环内，喷嘴333穿过第二接口112伸入第一管11内。如此设置，可实现在第一管11的周侧全方位喷淋，以提高氨气回收效率。环管332上喷嘴333的数量以及布置方式可根据第一管11的直径进行确定，在此不作限定。
57.为了提高氨气回收效率，多个环管332平行间隔连接于总管331上，总管331的入口连接于循环泵32。多个环管332并联设置，循环泵32泵入的水进入总管331，然后经由总管331同时进入多个环管332内，可提高喷淋效果，进而提高氨气溶解量。环管332的数量可以根据第一管11的长度进行确定，在此不作限制。
58.本实施例提供的透气桅装置，具备氨气回收功能，利用氨气易溶于水的特点，比如1体积的水可以吸收700体积的氨气，通过透气集管1连接释放管2和外界，然后利用回收系统3与透气集管1形成闭式水循环系统，可持续对释放的氨气进行吸收，确保氨燃料在船舶使用的安全性。该透气桅装置可灵活布置在船舶各个区域，无需满足1/3船宽的高度要求。该具备氨气回收功能的透气桅装置，通过合理的设计，具备了水喷淋吸收氨气功能，避免了氨气通过透气桅释放至大气，对环境更为友好。同时该透气桅装置的设计布置更为灵活，几乎适用于所有的船型，可以为氨燃料船舶提供氨气透气解决方案，解决了氨燃料低闪点、易燃易爆、有毒易挥发，无法在船舶安全应用的难题。
59.本实施例还提供了一种船舶，包括如上所述的船舶用透气桅装置。该船舶通过应用上述船舶用透气桅装置，可降低船员氨中毒风险，提高船舶安全性。
60.注意，在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“在其他实施例”等的描述意指接合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式接合。
61.上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

技术特征：
1.一种船舶用透气桅装置，其特征在于，包括：透气集管(1)，包括呈夹角设置的第一管(11)和第二管(12)，所述第一管(11)上依次设有第一接口(111)、第二接口(112)和第三接口(113)，所述第二管(12)与外界连通；释放管(2)，其一端与氨燃料系统的排气口连通，其另一端与所述第一接口(111)连接；回收系统(3)，包括收集循环柜(31)、循环泵(32)、喷淋管组(33)和第一回收管(34)，所述收集循环柜(31)用于容置溶液，所述收集循环柜(31)的出口通过所述循环泵(32)与所述喷淋管组(33)的入口连接，所述喷淋管组(33)的出口连接所述第二接口(112)，所述第一回收管(34)的一端连接所述第三接口(113)，其另一端连接所述收集循环柜(31)的入口。2.根据权利要求1所述的船舶用透气桅装置，其特征在于，所述喷淋管组(33)包括环管(332)和喷嘴(333)，所述环管(332)套设于所述第一管(11)外，多个所述喷嘴(333)沿所述环管(332)的周向间隔连接于所述环管(332)的环内，所述喷嘴(333)穿过所述第二接口(112)伸入所述第一管(11)内。3.根据权利要求2所述的船舶用透气桅装置，其特征在于，所述喷淋管组(33)还包括总管(331)，多个所述环管(332)平行间隔连接于所述总管(331)上，所述总管(331)的入口连接于所述循环泵(32)。4.根据权利要求1所述的船舶用透气桅装置，其特征在于，所述回收系统(3)还包括第二回收管(35)，所述第一管(11)上还设有第四接口(114)，所述第二回收管(35)的一端连接所述第四接口(114)，另一端连接所述收集循环柜(31)的入口。5.根据权利要求4所述的船舶用透气桅装置，其特征在于，所述第三接口(113)位于所述第一管(11)的底部，所述第四接口(114)位于所述第一管(11)的顶部。6.根据权利要求1所述的船舶用透气桅装置，其特征在于，所述第一接口(111)位于所述第一管(11)的顶部；所述船舶用透气桅装置还包括第一液位报警器(115)，所述第一液位报警器(115)设于所述第一管(11)内，所述第一液位报警器(115)与所述第一管(11)的底部之间的距离小于所述第一接口(111)与所述第一管(11)的底部之间的距离。7.根据权利要求1所述的船舶用透气桅装置，其特征在于，所述船舶用透气桅装置还包括除雾器(121)，所述除雾器(121)设于所述第二管(12)上。8.根据权利要求7所述的船舶用透气桅装置，其特征在于，所述船舶用透气桅装置还包括第一氨气探测器(122)，所述第一氨气探测器(122)设于所述第一管(11)内并位于所述除雾器(121)的上方。9.根据权利要求1所述的船舶用透气桅装置，其特征在于，所述回收系统(3)还包括透气管(36)，所述透气管(36)的一端连接所述第二管(12)，其另一端与所述收集循环柜(31)的顶部连接。10.一种船舶，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的船舶用透气桅装置。

技术总结
本发明涉及船舶技术领域，尤其涉及一种船舶用透气桅装置及船舶。所述船舶用透气桅装置包括透气集管、释放管和回收系统，透气集管包括呈夹角设置的第一管和第二管；释放管与第一管连接；回收系统包括收集循环柜、循环泵、喷淋管组和第一回收管，收集循环柜通过循环泵与喷淋管组连接，喷淋管组连接第一管；第一回收管连接第一管和收集循环柜。氨燃料系统内的氨气通过释放管进入第一管，回收系统通过喷淋管组向第一管内喷射水，氨气溶于水后通过第一回收管进入收集循环柜内，从而完成氨气的回收，降低从第二管排出的气体中氨气的含量，无需将第二管的高度设置为大于船宽的1/3，降低船员氨中毒风险，提高船舶安全性。提高船舶安全性。提高船舶安全性。


技术研发人员：李腾飞 路玉娟 夏选晶
受保护的技术使用者：广船国际有限公司
技术研发日：2023.01.03
技术公布日：2023/6/12