以内燃机废气为气源的气泡润滑减阻系统及船舶的制作方法

1.本实用新型涉及船舶技术领域，特别涉及一种以内燃机废气为气源的气泡润滑减阻系统及船舶。


背景技术：

2.现有船舶的气泡润滑减阻系统均采用压缩机从大气吸入空气进行压缩的方式，从大气中吸入空气后，由压缩机进行压缩得到气源。
3.现有船上对于内燃机废气一般通过废气锅炉回收主机部分热量，由于介质为蒸汽与热油，其温度较高(一般在180℃以上)，还有大量的热能未能得到回收利用。
4.现有船舶对于内燃机废气中硫氧化物、氮氧化物和颗粒物均通过专门的废气处理装置进行清洗，需要从海上吸入海水或船上配备化学剂进行中和反应，处理后的洗涤水排入大海。
5.综上，现有船舶对于内燃机废气的废热回收利用率尚低、废气减排需设专用的废气处理装置，存在热能浪费与能源消耗。
6.现有技术的缺点：
7.(1)废气废热回收利用率低，增加船上热能消耗成本；
8.(2)废气减排需设专用的废气处理装置，增加初投资与营运成本。


技术实现要素：

9.本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种以内燃机废气为气源的气泡润滑减阻系统及船舶。
10.本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
11.一种以内燃机废气为气源的气泡润滑减阻系统，其包括气源和气泡发生装置；气源为内燃机废气；所述以内燃机废气为气源的气泡润滑减阻系统还包括用于回收内燃机废气的余热并降低内燃机废气温度的废热回收装置、用于提升内燃机废气压力的压缩机、用于储存经压缩机提升压力后的内燃机废气的缓冲装置和用于将缓冲装置流出的内燃机废气分配至气泡发生装置的分配装置；气源连接至废热回收装置；废热回收装置、压缩机、缓冲装置、分配装置和气泡发生装置依次连接。
12.所述以内燃机废气为气源的气泡润滑减阻系统还包括用于从大气中吸收空气的气源调节装置，气源调节装置设于废热回收装置和压缩机之间；气源调节装置分别连接废热回收装置和压缩机。
13.废热回收装置为二级废热回收装置；废热回收装置包括用于对内燃机废气进行初步降温的第一废热回收部件和用于对从第一废热回收部件流出的内燃机废气进行再次降温的第二废热回收部件，第一废热回收部件和第二废热回收部件相互连接。
14.第一废热回收部件包括第一壳体和用于内燃机废气通过的第一管道，第一管道设于第一壳体内，第一管道和第一壳体之间具有用于吸收第一管道热量的第一介质。
15.第一管道的进气口连接于气源。
16.第二废热回收部件包括第二壳体和用于内燃机废气通过的第二管道，第二管道设于第二壳体内，第二管道和第二壳体之间具有用于吸收第二管道热量的第二介质。
17.第二管道的进气口连接于第一管道的出气口。
18.废热回收装置、气源调节装置、压缩机、缓冲装置、分配装置和气泡发生装置之间均通过气体管路连接，气体管路的外部包覆有绝热材料。
19.一种船舶，其包括前述的以内燃机废气为气源的气泡润滑减阻系统。
20.船体底部设有气泡出口，气泡出口连接于气泡发生装置。
21.本实用新型的有益效果在于：本实用新型以内燃机废气作为气源，拓展了气泡润滑减阻系统的节能减排功能；通过将内燃机废气作为气泡润滑减阻系统的气源，使内燃机废气与海水接触起到清洗与中和反应的作用，利用海水对内燃机废气直接进行清洗与中和反应，减少对大气的污染物排放；达到减排的环保目的，船舶可以免设独立废气处理装置，降低了初投资及营运成本；对船上内燃机产生的废气进行二级回收，废气余热得到充分利用，降低了燃油锅炉的使用率和使用负荷，降低了船舶能耗，减少船舶燃料费用；通过设置气源调节装置，可平衡内燃机废气量与气泡润滑减阻系统气源需求间的差异。
附图说明
22.图1为本实用新型较佳实施例中以内燃机废气为气源的气泡润滑减阻系统的结构示意图。
23.图2为本实用新型较佳实施例中船舶的结构示意图。
具体实施方式
24.下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本实用新型。
25.如图1所示，一种以内燃机废气为气源的气泡润滑减阻系统10，其包括气源11和气泡发生装置17；气源11为内燃机废气。
26.以内燃机废气为气源的气泡润滑减阻系统10还包括用于回收内燃机废气的余热并降低内燃机废气温度的废热回收装置12、用于提升内燃机废气压力的压缩机14、用于储存经压缩机提升压力后的内燃机废气的缓冲装置15和用于将缓冲装置流出的内燃机废气分配至气泡发生装置的分配装置16。
27.气源11连接至废热回收装置12；废热回收装置12、压缩机14、缓冲装置15、分配装置16和气泡发生装置17依次连接。
28.以内燃机废气为气源的气泡润滑减阻系统10还包括用于从大气中吸收空气的气源调节装置13，气源调节装置13设于废热回收装置12和压缩机14之间；气源调节装置13分别连接废热回收装置12和压缩机14。
29.本实施例中，废热回收装置12为二级废热回收装置；废热回收装置12包括用于对内燃机废气进行初步降温的第一废热回收部件20和用于对从第一废热回收部件流出的内燃机废气进行再次降温的第二废热回收部件30，第一废热回收部件20和第二废热回收部件30相互连接。
30.第一废热回收部件20包括第一壳体21和用于内燃机废气通过的第一管道22，第一
管道22设于第一壳体21内，第一管道22和第一壳体21之间具有用于吸收第一管道热量的第一介质。本实施例中，第一介质为蒸汽或热油。
31.第二废热回收部件30包括第二壳体31和用于内燃机废气通过的第二管道32，第二管道32设于第二壳体31内，第二管道32和第二壳体31之间具有用于吸收第二管道热量的第二介质。本实施例中，第二介质为热水。
32.第一管道的进气口连接于气源；第二管道的进气口连接于第一管道的出气口。
33.废热回收装置12、气源调节装置13、压缩机14、缓冲装置15、分配装置16和气泡发生装置17之间均通过气体管路18连接，气体管路的外部包覆有绝热材料19。
34.如图2所示，一种船舶40，其包括前述的以内燃机废气为气源的气泡润滑减阻系统10。以内燃机废气为气源的气泡润滑减阻系统10设于船舶40内部。该船舶的船体41底部设有气泡出口42，气泡出口42连接于以内燃机废气为气源的气泡润滑减阻系统10的气泡发生装置。
35.内燃机废气温度一般较高，低速机的废气温度达到200℃以上，而中高速机的废气温度更是高达300℃以上，通过废热回收装置，将内燃机废气温度降至80℃左右，充分回收废气余热。经余热回收后的低温内燃机废气再由压缩机提升至气泡润滑减阻所需的压力，然后储存在缓冲装置中；船舶航行时，通过分配装置将缓冲装置中的低温废气分配至气泡发生装置，然后气泡发生装置将低温废气制成微气泡排出船体外，在船舶底部形成细密的微气泡层，以降低船舶表面摩擦阻力。
36.低温的内燃机废气从船体外排出的时候，颗粒物就直接进入海水，相当于“被清洗”，不会进入空气中；形成微气泡后，与海水会发生一定程度的中和反应，废气中的污染物将会直接稀释进入大海，起到对氧化物处理的作用，减少对大气的污染物排放。
37.当内燃机废气量与气泡润滑减阻系统气源需求间存在缺口时，通过气源调节装置13从大气43中进行补充。
38.本实用新型以内燃机废气作为气源，拓展了气泡润滑减阻系统的节能减排功能。
39.本实用新型通过将内燃机废气作为气泡润滑减阻系统的气源，使内燃机废气与海水接触起到清洗与中和反应的作用，利用海水对内燃机废气直接进行清洗与中和反应，减少对大气的污染物排放；达到减排的环保目的，船舶可以免设独立废气处理装置，降低了初投资及营运成本。
40.本实用新型对船上内燃机产生的废气进行二级回收，废气余热得到充分利用，降低了燃油锅炉的使用率和使用负荷，降低了船舶能耗，减少船舶燃料费用。
41.本实用新型通过设置气源调节装置，可平衡内燃机废气量与气泡润滑减阻系统气源需求间的差异。
42.本实用新型的以内燃机废气为气源的气泡润滑减阻系统及船舶，既可以对船上的内燃机废气余热进行充分利用，又可以减少船舶往大气中排放颗粒物和氧化物。
43.虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。

技术特征：
1.一种以内燃机废气为气源的气泡润滑减阻系统，其包括气源和气泡发生装置；其特征在于，气源为内燃机废气；所述以内燃机废气为气源的气泡润滑减阻系统还包括用于回收内燃机废气的余热并降低内燃机废气温度的废热回收装置、用于提升内燃机废气压力的压缩机、用于储存经压缩机提升压力后的内燃机废气的缓冲装置和用于将缓冲装置流出的内燃机废气分配至气泡发生装置的分配装置；气源连接至废热回收装置；废热回收装置、压缩机、缓冲装置、分配装置和气泡发生装置依次连接。2.如权利要求1所述的以内燃机废气为气源的气泡润滑减阻系统，其特征在于，所述以内燃机废气为气源的气泡润滑减阻系统还包括用于从大气中吸收空气的气源调节装置，气源调节装置设于废热回收装置和压缩机之间；气源调节装置分别连接废热回收装置和压缩机。3.如权利要求1所述的以内燃机废气为气源的气泡润滑减阻系统，其特征在于，废热回收装置为二级废热回收装置；废热回收装置包括用于对内燃机废气进行初步降温的第一废热回收部件和用于对从第一废热回收部件流出的内燃机废气进行再次降温的第二废热回收部件，第一废热回收部件和第二废热回收部件相互连接。4.如权利要求3所述的以内燃机废气为气源的气泡润滑减阻系统，其特征在于，第一废热回收部件包括第一壳体和用于内燃机废气通过的第一管道，第一管道设于第一壳体内，第一管道和第一壳体之间具有用于吸收第一管道热量的第一介质。5.如权利要求4所述的以内燃机废气为气源的气泡润滑减阻系统，其特征在于，第一管道的进气口连接于气源。6.如权利要求4所述的以内燃机废气为气源的气泡润滑减阻系统，其特征在于，第二废热回收部件包括第二壳体和用于内燃机废气通过的第二管道，第二管道设于第二壳体内，第二管道和第二壳体之间具有用于吸收第二管道热量的第二介质。7.如权利要求6所述的以内燃机废气为气源的气泡润滑减阻系统，其特征在于，第二管道的进气口连接于第一管道的出气口。8.如权利要求2所述的以内燃机废气为气源的气泡润滑减阻系统，其特征在于，废热回收装置、气源调节装置、压缩机、缓冲装置、分配装置和气泡发生装置之间均通过气体管路连接，气体管路的外部包覆有绝热材料。9.一种船舶，其特征在于，其包括权利要求1～8任意一项所述的以内燃机废气为气源的气泡润滑减阻系统。10.如权利要求9所述的船舶，其特征在于，船体底部设有气泡出口，气泡出口连接于气泡发生装置。

技术总结
本实用新型公开了一种以内燃机废气为气源的气泡润滑减阻系统及船舶；以内燃机废气为气源的气泡润滑减阻系统包括气源和气泡发生装置；气源为内燃机废气；其还包括废热回收装置、压缩机、缓冲装置和分配装置；气源连接至废热回收装置；废热回收装置、压缩机、缓冲装置、分配装置和气泡发生装置依次连接。本实用新型既可以对船上的内燃机废气余热进行充分利用，又可以减少船舶往大气中排放颗粒物和氧化物。又可以减少船舶往大气中排放颗粒物和氧化物。又可以减少船舶往大气中排放颗粒物和氧化物。


技术研发人员：郭晟江 蒋曙晖 许寒冰 王德安
受保护的技术使用者：上海斯达瑞船舶海洋工程服务有限公司
技术研发日：2023.02.14
技术公布日：2023/4/18