本发明涉及船舶节能装置技术领域，具体涉及一种船舶气膜减阻装置。
背景技术：
船舶在行驶过程中，在船体表面产生的涡流造成的船体表面摩擦阻力在大型油槽船的情况下具有占总阻力的80％以上的比重，严重影响船舶行驶的速度，耗能较大。
目前，船舶减阻技术大多以空气作为减阻媒介，如在船底空腔中主动或被动注入气体，从而减少船底面与水之间的接触面积，达到降低船舶航行时的摩擦阻力的目的。传统空气减阻技术存在以下几点技术障碍：1、空气进入船底空腔后虽然达到了部分减阻的目的，但空气从船底排出后向后运动至螺旋桨区域时会在螺旋桨区域产生多余的空泡，严重制约螺旋桨的动力输出，造成螺旋桨的能量损失严重；2、由于船底造型是为与水接触并在水中航行所设计，故当高速运行的船舶遇上水流、侧风或自行高速转弯时，船底产生的气泡会不可避免的向一侧聚集，造成两侧船底阻力不平衡，严重影响船舶的前行方向，甚至造成船舶的翻覆，存在安全隐患。
本发明针对上诉减阻技术的弊端，对现有技术进行研究，提供了一种气体可控的船舶减阻装置。该装置不但能减少船舶航行的阻力，而且不会对船舶的动力产生不良影响，安全可靠。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种船舶气膜减阻装置，降低船舶减阻过程中气泡对螺旋桨动力输出制约，使得气泡在船底均匀分布，转弯或遇高海况等特殊情况时减小部分供气或者关断全套系统，增加船舶在行驶过程中的稳定性。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种船舶气膜减阻装置，包括控制系统、供气系统和气膜装置，所述气膜装置包括多个微孔机构，多个所述微孔机构均匀布设于所述船舶的底部，所述微孔机构通过对应的分导气管与主导气管连通，所述主导气管与所述供气系统连通，所述供气系统与所述控制系统电连接。
本发明的有益效果是：本发明通过供气系统给气膜装置供气，气膜装置包括多个微孔机构，气体通过微孔机构吐出后在船舶底部形成气膜，使船舶底部与水接触改为与气体接触，有效降低船舶底部的摩擦阻力，节约能源；同时，气膜装置在船底分区域进行隔断，低海况或船舶直行时气体在船舶底部均匀分布，在高海况、船舶遇侧风或转弯时系统会减小或关断部分微孔机构，防止气泡向一侧船底聚集，增加了船舶在行驶过程中的稳定性；整个装置由控制系统控制，全自动化，操作简便，节省人力。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述供气系统包括鼓风机和储气室，所述储气室与所述主导气管连通，所述鼓风机与所述控制系统电连接。
采用上述进一步方案的有益效果是控制系统控制鼓风机，实现自动供气，操作简便。
进一步，所述供气系统为低高压供气系统和/或高压供气系统。
采用上述进一步方案的有益效果是根据实际需要选择供气系统，也可低高压和高压供气系统同时应用，使用方便，应用灵活。
进一步，所述供气系统优选为co2供气系统。
采用上述进一步方案的有益效果是co2可选用co2气瓶供气，co2在水中的弥散速度快，消除气体对螺旋桨动力的制约，节约能源。
进一步，所述供气系统可选用发动机废气系统。
采用上述进一步方案的有益效果是利用发动机产生的废气作为供气系统，充分利用废气，不仅节约能源、增加空间利用率，同时因发动机废气内含有大量co2，也增加了气泡在水内的弥散速度，消除对螺旋桨的动力制约。
进一步，所述发动机废气系统的排气管道上设有过滤装置，所述过滤装置与所述控制系统电连接。
采用上述进一步方案的有益效果是利用过滤装置除去废气中的悬浮颗粒，避免废气中的悬浮颗粒堵塞气管和微孔机构，增加维护保养难度和工作量，减小装置寿命，影响气膜的形成。
进一步，所述微孔机构由微孔管盘绕而成，所述微孔管与所述分导气管连通。
采用上述进一步方案的有益效果是利用微孔管盘绕在船舶底部，使得气体均匀分布于船舶的底部，避免气体积聚在船舶的一侧，影响船舶在行驶中的稳定性。
进一步，所述微孔机构为中空的微孔板，所述微孔板上端设有进气口，所述进气口与对应的所述分导气管连通，所述微孔板下端均匀布设有若干微孔。
采用上述进一步方案的有益效果是微孔板均匀分布在船舶底部，使得气体均匀分布于船舶的底部，避免气体积聚在船舶的一侧，影响船舶在行驶中的稳定性。
进一步，所述微孔管的直径为0.1～1.0mm。
进一步，每个所述分导气管上均一一对应设有控制阀，每个所述控制阀均与所述控制系统电连接。
采用上述进一步方案的有益效果是一方面，通过控制阀可调节供气系统的供气量；另一方面，控制系统控制各个分导气管上的控制阀的开启或关闭，可根据船舶航行的实际条件和船舶自身的状态选择开启的控制阀的数量，形成不同形状的气膜。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中微孔机构实施例一的结构示意图；
图3为本发明中微孔机构实施例二的结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、控制系统，2、供气系统，3、气膜装置，4、微孔机构，5、发动机废气系统，6、过滤装置，7、微孔，8、控制阀。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1所示，本发明提供一种船舶气膜减阻装置，包括控制系统1、供气系统2和气膜装置3，气膜装置3包括多个微孔机构4，多个微孔机构4均匀布设于船舶的底部，多个微孔机构4之间相对封闭，由阀门连接，微孔机构4通过对应的分导气管与主导气管连通，主导气管与供气系统2连通，供气系统2与控制系统1电连接，控制系统1优选为单片机，控制系统1控制供气系统2自动给气膜装置3供气，气膜装置3中的微孔机构4吐气后在船舶底部形成气膜，利用气体将船舶与水隔开，降低船舶与水之间的摩擦，使船舶底部与水接触改为与气体接触，有效降低船舶底部的摩擦阻力，降低能耗，节约能源。
本发明中，供气系统2包括鼓风机和储气室，储气室与主导气管连通，鼓风机与控制系统1电连接，控制系统1控制鼓风机的开启或关闭，实现自动供气；除了采用鼓风机提供气源之外，还可使用气泵或气瓶提供气源。供气系统2为低高压供气系统和/或高压供气系统，用户可根据实际需要选择供气系统2，也可低高压和高压供气系统同时应用，使用方便；当船舶高速运行或行驶条件严峻时，则需要高压供气系统供气以满足船舶的行驶条件，但高压供气系统耗能大；当船舶平缓行驶，无需长期高压系统供气时，则选用低高压供气系统供气，既满足船舶的行驶条件，同时也节约能源。除上述结构外，供气系统2包括气源、切换装置以及调压装置，这种结构可只安装一套系统，根据实际需要，通过切换装置和调压装置实现气体压力的改变，从而满足实际的需求。供气系统2供气的气源可选用co2气源，在0℃标准大气压下二氧化碳在水中的溶解度为(体积比)1:1.713，在20℃标准大气压下二氧化碳在水中的溶解度为(体积比)1:0.878；而在0℃标准大气压下空气在水中的溶解度仅为1:0.29，在20℃的标准大气压下空气在水中的溶解度为1：0.19，相对于其他气源而言，co2作为气源弥散于水中的速度更快，避免部分气源在到达螺旋桨处仍未溶于水中，制约螺旋桨的动力，耗费能源；当采用co2供气系统时，通过风机将瓶装的co2气体送入主导气管。
如图1所示，本发明中，供气系统2优选为发动机废气系统5，可充分利用发动机产生的废气，实现废气利用，节约能源，同时也避免了发动机废气排放至空气中而污染空气，达到节能减排的作用；发动机废气的主要成分为co2，相对于其他气源而言，co2作为气源弥散于水中的速度更快，避免部分气源在到达螺旋桨处仍未溶于水中，从而制约螺旋桨的动力，耗费能源。发动机废气系统5的进气管道上设有过滤装置6，过滤装置6与控制系统1电连接；当使用发动机废气系统5作为供气系统2时，控制系统1开启过滤装置6，过滤除去废气中的悬浮颗粒，避免废气中的悬浮颗粒堵塞气管和微孔机构4，从而影响船舶底部气膜形成的形状、减少系统寿命、增加维护保养难度和工作量。
优选的，本发明中，每个分导气管上均一一对应设有控制阀8，控制阀8优选为电磁阀，每个控制阀8均与控制系统1电连接，控制系统1根据船舶航行的实际情况调节控
制阀8开合的数量，从而控制船舶底部形成的气膜的形状。
本发明的工作原理如下：
控制系统1控制供气系统2给气膜装置3供气，同时控制系统1根据船舶行驶的实际情况，打开对应的分导气管上的控制阀8，气体通过微孔机构4吐出，在船舶底部形成气膜，利用形成的气膜将船舶与水隔开，降低船舶与水之间的摩擦，使船舶底部与水接触改为与气体接触，有效降低船舶底部的摩擦阻力，降低能耗，节约能源；当使用发动机废气系统5作为供气系统2时，控制系统1开启进气管道上的开启过滤装置6，过滤除去废气中的悬浮颗粒，避免废气中的悬浮颗粒堵塞气管和微孔机构4，从而影响船舶底部气膜形成的形状。
实施例1
如图2所示，本实施例中，微孔机构4由微孔管盘绕而成，微孔管由塑料或金属材质制成，微孔管上的微孔7的直径为0.1～1.0mm，微孔管与分导气管连通，控制系统1控制供气系统2给微孔管供气，气体通过微孔管吐出，在船舶底部形成气膜，利用形成的气膜将船舶与水隔开，降低船舶与水之间的摩擦，使船舶底部与水接触改为与气体接触，有效降低船舶底部的摩擦阻力，降低能耗，节约能源。
实施例2
如图3所示，本实施例中，微孔机构4为中空的微孔板，微孔板由塑料或金属材质制成，微孔板上端设有进气口，进气口与对应的分导气管连通，微孔板下端均匀布设有若干微孔7，微孔7的直径为0.1～1.0mm，控制系统1控制供气系统2给微孔板供气，气体通过微孔板吐出，在船舶底部形成气膜，利用形成的气膜将船舶与水隔开，降低船舶与水之间的摩擦，使船舶底部与水接触改为与气体接触，有效降低船舶底部的摩擦阻力，降低能耗，节约能源。
本发明中，该减阻装置能够有效消除弥散的气体对船尾螺旋桨的干扰，消除螺旋桨的动力损失，节约能源，同时还使得气体均匀分布于船舶底部，增加行驶过程中船体的稳定性；根据实际情况，本发明在必要时可自动关断整套系统，例如船舶进港、高海况、高速转弯或低速行驶，在保障了船舶安全的基础上实现减阻节能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。