空气润滑式船舶的空气供给系统技术方案

本发明专利技术提供一种空气润滑式船舶的空气供给系统，具备：增压器(20)，由从主发动机(10)排出的废气驱动，向主发动机(10)供给加压空气；取出机构(32)，从增压器(20)和主发动机(10)之间将加压空气的一部分取出；空气供给路径(31)，供给通过取出机构(32)取出的加压空气；空气供给口(4)，设置在船体(1)的船底(3)，放出经过空气供给路径(31)供给的加压空气；电机机构(34)，在加压空气的供给时助力增压器(20)的旋转，即便在主发动机(10)的低负载运转时，也能够高效地从增压器(20)取出空气润滑所需的加压空气。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】空气润滑式船舶的空气供给系统
本专利技术涉及空气润滑式船舶的空气供给系统，用于降低沿着航行中的船舶的吃水线以下的船体的外表面的水的摩擦阻力。
技术介绍
在航行中的船舶中，一般在船体的浸水表面受到水的摩擦阻力，特别是在大型船的情况下，在浸水表面因外部水的相对流动产生的摩擦阻力占船体阻力的大部分。通过向船体的周围放出空气来降低摩擦阻力的空气润滑来减少船体摩擦阻力的这一方案节能效果较大，是消减来自船舶的CO2排出的有效方案。在空气润滑式船舶的空气供给方法中，存在主要利用电动鼓风机输送空气的方法和扫气旁通的方法。专利文献1提出了空气供给系统的方案，所述空气供给系统兼用了利用电动鼓风机输送空气的方法和扫气旁通的方法(图2以及图3示出的实施方式)。另外，已经提出了带电动机的涡轮增压器的方案，在发动机低负载时，利用电气或油压辅助该增压器，改善发动机的启动或低负载性能(例如专利文献2)。此外，也已经提出了具备可变喷嘴的增压器的方案，专利文献3提出了船舶的压缩空气供给系统的方案，以如下的方式进行控制：在抽出燃烧用空气而向船体外表面放出的情况下，使可变喷嘴节流，并且在不进行抽出燃烧用空气而向船体外表面放出的情况下，打开可变喷嘴。在专利文献3中，在抽气而向船底输送空气的情况下，使涡轮喷嘴节流来增加增压器涡轮的输出，从而确保气泡放出所需的空气量，进而，在无需向船底输送空气的情况下，打开涡轮喷嘴，从而能够抑制不抽气时的扫气压力上升。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2013－193624号公报专利文献2：日本特开2008－240585号公报专利文献3：日本特开2012－171582号公报
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题然而，在利用电动鼓风机输送空气的方法中，除了需要高性能的电动鼓风机(涡轮式)之外，还需要空气冷却器。此外，在扫气旁通的方法中，在船舶的减速运转时，主发动机的负载低，因为废气能量低，所以存在不能充分地从增压器取出空气的情况。近年来，因为多采用减速运转，所以不能充分地从增压器取出空气的情况变多。在专利文献1中，在主发动机的负载低的情况下，不能充分地从增压器取出空气。如专利文献2那样地提出带电动机的涡轮增压器的方案较多，此外，也已经如专利文献3那样地提出具备可变喷嘴的增压器的方案，但是并没有根据扫气等的加压空气的取出来助力增压器。因此，本专利技术的目的在于提供一种空气润滑式船舶的空气供给系统，即便在主发动机的低负载运转时，也能够高效地从增压器取出空气润滑所需的加压空气。用于解决上述技术问题的方案在与技术方案1记载对应的空气润滑式船舶的空气供给系统中，是向船体的周围放出空气来降低摩擦阻力的空气润滑式船舶的空气供给系统，其特征在于具备：增压器，由从主发动机排出的废气驱动，向主发动机供给加压空气；取出机构，从增压器和主发动机之间将加压空气或废气的一部分取出；空气供给路径，供给通过取出机构取出的加压空气或者废气；空气供给口，设置在船体的船底，放出经过空气供给路径供给的取出的加压空气或者废气；电机机构，在加压空气或者废气的供给时助力增压器的旋转。根据技术方案1记载的本专利技术，在取出机构的加压空气或者废气的供给时，通过电机机构助力增压器的旋转，由此即便在主发动机的低负载运转时，也能够高效地从增压器供给空气润滑所需的加压空气或者废气。此外例如，即便在主发动机中进行排气再循环的情况下，循环路径打开加压空气量或者废气量减少，或加压空气压力或者废气压力降低，利用电机机构助力增压器的旋转，由此能够恢复空气量或者压力。技术方案2记载的本专利技术，其特征在于，具备判定主发动机的负载的负载判定机构，根据负载判定机构的判定结果使电机机构运转。根据技术方案2记载的本专利技术，根据主发动机的负载而使电机机构运转，由此即便在主发动机的低负载运转时，使电机机构运转也能够从增压器供给充分的加压空气。技术方案3记载的本专利技术，其特征在于，作为负载判定机构,具有检测主发动机的转速的转速检测机构，根据转速检测机构的检测结果使电机机构运转。根据技术方案3记载的本专利技术，检测主发动机的转速而使电机机构运转，由此能够从增压器供给充分的加压空气。例如，从利用转速检测机构检测的转速判定主发动机为低负载运转时，根据该判定结果使电机机构运转而能够对增压器的旋转进行助力。技术方案4记载的本专利技术，其特征在于，在从增压器至供给加压空气的主发动机之间的路径中设置有空气冷却器，将空气冷却器的下游侧的扫气作为加压空气取出。根据技术方案4记载的本专利技术，将空气冷却器的下游侧的扫气用于空气润滑，由此能够进一步提高能效。此外也能够防止涂膜老化。技术方案5记载的本专利技术，其特征在于，空气供给路径具有分支为多条的分支路，分支为多条的分支路分别地连接空气供给口。根据技术方案5记载的本专利技术，通过设置多个空气供给口，能够使在船体的周围放出的空气变多，此外根据需要放出从任意的空气供给口取出的加压空气，由此能够进一步高效地降低摩擦阻力。技术方案6记载的本专利技术，其特征在于，在分支路的中途设置有开闭分支路的开闭阀。根据技术方案6记载的本专利技术，通过开闭阀的操作，能够选择放出空气的空气供给口，此外在不进行空气润滑时利用开闭阀关闭分支路，能够防止水的逆流。技术方案7记载的本专利技术，其特征在于，在空气供给路径中，具备将取出的加压空气进一步加压的辅助鼓风机。根据技术方案7记载的本专利技术，通过辅助鼓风机能够将取出的加压空气进一步加压至适合空气润滑的压力。技术方案8记载所述的本专利技术，其特征在于，设置有：旁通路径，从空气供给路径分支并从辅助鼓风机旁通之后，再次在空气供给路径中合流；旁通路径选择机构，对空气供给路径与旁通路径进行选择。根据技术方案8记载的本专利技术，在无需对取出的加压空气进一步加压时等，选择将辅助鼓风机旁通的路径，能够仅供给取出的加压空气。技术方案9记载的本专利技术，其特征在于，设置有大气吸入路径，向辅助鼓风机吸入来自大气的空气；大气吸入路径选择机构，对空气供给路径与大气吸入路径进行选择，在选择大气吸入路径的情况下，利用辅助鼓风机将来自大气的空气加压并供给。根据技术方案9记载的本专利技术，对来自大气的空气进行加压而使用，由此能够将来自大气的空气与取出的加压空气不同地从船底放出。例如在吃水压力较低的情况下，将来自大气的空气直接供给至设置在船底的空气供给口，能够进一步提高能效或节能效果。技术方案10记载的本专利技术，其特征在于，增压器具有改善加压空气的加压特性的可变喷嘴。根据技术方案10记载的本专利技术，通过可变喷嘴能够改善加压空气的加压特性。技术方案11记载的本专利技术，其特征在于，在增压器与主发动机之间的供给加压空气的路径中设置有气水分离器，空气供给路径连接在气水分离器的下部。根据技术方案11记载的本专利技术，使加压空气通过气水分离器，由此将加压空气中含有的水分分离而能够容易地取出加压空气。技术方案12记载的本专利技术，其特征在于，使电机机构为电动电机或者油压电机。根据技术方案12记载的本专利技术，能够将使用容易的电动电机或者油压电机作为电机机构来使用。专利技术效果根据本专利技术，在取出机构的加压空气或者废气的供给时通过电机机构助力增压器的旋转，由此即便在主发动机的低负载运转时，也能够高效地从增压器供给空气润滑所需的加压空气或者废气。此外例如，即便在主发动机中进行排气本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种空气润滑式船舶的空气供给系统，向船体的周围放出空气来降低摩擦阻力，具备：增压器，由从主发动机排出的废气驱动，向所述主发动机供给加压空气；取出机构，从所述增压器和所述主发动机之间将所述加压空气或所述废气的一部分取出；空气供给路径，供给通过所述取出机构取出的所述加压空气或者所述废气；空气供给口，设置在所述船体的船底，放出经过所述空气供给路径供给的取出的所述加压空气或者所述废气；电机机构，在所述加压空气或者所述废气的供给时，助力所述增压器的旋转。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.11 JP 2014-1434161.一种空气润滑式船舶的空气供给系统，向船体的周围放出空气来降低摩擦阻力，具备：增压器，由从主发动机排出的废气驱动，向所述主发动机供给加压空气；取出机构，从所述增压器和所述主发动机之间将所述加压空气或所述废气的一部分取出；空气供给路径，供给通过所述取出机构取出的所述加压空气或者所述废气；空气供给口，设置在所述船体的船底，放出经过所述空气供给路径供给的取出的所述加压空气或者所述废气；电机机构，在所述加压空气或者所述废气的供给时，助力所述增压器的旋转。2.如权利要求1所述的空气润滑式船舶的空气供给系统，其特征在于，具备判定所述主发动机的负载的负载判定机构，根据所述负载判定机构的判定结果使所述电机机构运转。3.如权利要求2所述的空气润滑式船舶的空气供给系统，其特征在于，作为所述负载判定机构，具有检测所述主发动机的转速的转速检测机构，根据所述转速检测机构的检测结果使所述电机机构运转。4.如权利要求1～3中的任一项所述的空气润滑式船舶的空气供给系统，其特征在于，在从所述增压器至供给所述加压空气的所述主发动机之间的路径中设置有空气冷却器，将所述空气冷却器的下游侧的扫气作为所述加压空气取出。5.如权利要求1～4中的任一项所述的空气润滑式船舶的空气供给系统，其特征在于，所述空气供给路径具有分支为多条的分支路，分支为多条的所述分支...

【专利技术属性】
技术研发人员：福田哲吾，
申请(专利权)人：国立研究开发法人海上·港湾·航空技术研究所，株式会社日本造船海洋技术革新，日本邮船株式会社，株式会社大岛造船所，
类型：发明
国别省市：日本,JP