供气装置、包括其的船舶和向空气润滑设备供气的方法与流程

本公开的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供气装置。此外，本公开的实施例涉及一种向船舶的空气润滑设备供气的方法。此外，本公开的实施例涉及一种在供气装置中安装燃料电池的方法。

背景技术：

1、通常，船舶在海上航行时，其船底的水下表面受到水的摩擦阻力。特别是对于大型船舶(例如货船)，船体阻力的很大一部分来自船底外部水的相对流动所产生的摩擦阻力。

2、为了降低船体的摩擦阻力，能够使用空气润滑，特别是通过将空气排放到船体周围。摩擦阻力的降低具有很大的燃油经济性改善效果，并且因此是减少船舶co2排放的有效手段。

3、在现有技术中，存在着各种用于产生用于船体润滑的气泡的系统和方法。例如，为了产生用于船体润滑的气泡，现有技术教导使用单独的或专用的机械电动压缩机或鼓风机。

4、然而，对用于船体润滑的改进方法和系统的需求不断存在，特别是在能耗和生态友好性方面。

技术实现思路

1、鉴于上述情况，根据独立权利要求，提供了一种用于船舶的供气装置、包括该供气装置的船舶、向船舶的空气润滑设备供气的方法以及在供气装置中安装燃料电池的方法。从从属权利要求、说明书和附图中可以明显得出其他的方面、优点和特征。

2、根据本公开的一个方面，提供了一种用于船舶的供气装置。该供气装置包括燃料电池和用于降低船舶阻力的空气润滑设备。该燃料电池的废气出口经由废气管线与空气润滑设备连接，用于向该空气润滑设备供应废气。

3、因此，与用于空气润滑型船舶的常规装置相比，本公开的供气装置在能耗和生态友好性方面有所改进。

4、根据本公开的另一个方面，提供了一种包括根据本文所述的任意实施例的供气装置的船舶。

5、根据本公开的另一个方面，提供了一种向船舶的空气润滑设备供气的方法。该方法包括将来自燃料电池的废气供应到空气润滑设备。

6、根据本公开的一个方面，提供了一种用于船舶的供气装置。该供气装置包括燃料电池、用于降低船舶阻力的空气润滑设备和连接到加压管线系统以向加压管线系统提供加压流体的压缩机。该加压管线系统连接到燃料电池，为燃料电池提供来自压缩机的加压流体。该加压管线系统还连接到空气润滑设备，为空气润滑设备提供加压流体。

7、因此，与用于空气润滑型船舶的常规设备相比，本公开的供气装置在能耗和生态友好性方面有所改进。

8、根据本公开的另一个方面，提供了一种包括根据本文所述的任意实施例的供气装置的船舶。

9、根据本公开的另一个方面，提供了一种在船舶的供气装置中安装燃料电池的方法。该供气装置包括用于降低船舶阻力的空气润滑设备和用于为该空气润滑设备提供加压流体的压缩机。该方法包括经由进气管线或分叉进气管线连接压缩机出口和燃料电池的入口。该方法还包括经由废气管线将空气润滑设备的入口与燃料电池的废气出口连接，或经由分叉进气管线将空气润滑设备的入口与压缩机出口连接。

10、本领域技术人员将在阅读以下详细描述和查看附图时认识到附加特征和优点。

技术特征：

1.一种用于船舶(700)的供气装置(400)，包括：

2.如权利要求1所述的供气装置(400)，其中所述燃料电池(410)的废气出口(411)经由所述加压管线系统(412、414、512、514、515、516)的废气管线(412)与所述空气润滑设备(420)连接，用于向所述空气润滑设备(420)供应废气。

3.如权利要求1所述的供气装置(400)，其中所述压缩机(430)的压缩机出口经由所述加压管线系统(412、414、512、514、515、516)的分叉进气管线(514)与所述空气润滑设备(420)连接，用于将加压流体从所述压缩机出口供应到所述空气润滑设备(420)。

4.如权利要求1-3中任一项所述的供气装置(400)，还包括燃料电池旁路(415)，所述燃料电池旁路(415)连接到所述加压管线系统(412、414、512、514、515、516)。

5.如权利要求3所述的供气装置(400)，还包括连接到所述分叉进气管线(514)的燃料电池旁路(415)。

6.如权利要求2所述的供气装置(400)，还包括连接到进气管线(414)和所述废气管线(412)的燃料电池旁路(415)。

7.如权利要求1-3中任一项所述的供气装置(400)，其中所述分叉进气管线(514)包括连接到所述燃料电池(410)的第一分支进气管线(515)和连接到所述空气润滑设备(420)的第二分支进气管线(516)。

8.如权利要求1-3中任一项所述的供气装置(400)，还包括流量控制设备(460、560、561)和排出阀(480)中的至少一个，其中所述流量控制设备连接到所述废气管线(412、512)或所述第二分支进气管线(516)；其中所述排出阀用于释放加压流体，其中所述排出阀(480)连接到所述废气管线(412、512)。

9.如权利要求1-3中任一项所述的供气装置(400)，还包括连接到所述废气管线(412、512)的涡轮机(450、550)，其中所述涡轮机(450、550)与所述流量控制设备(460、560)串联设置。

10.如权利要求1至3中任一项所述的供气装置(400)，还包括连接到所述废气管线(412、512)的涡轮机(450、550)，其中所述涡轮机(450、550)在所述流量控制设备(460、560)的上游与所述流量控制设备串联设置。

11.如权利要求9所述的供气装置(400)，还包括连接到所述废气管线(412)的涡轮机旁路(451)和涡轮机旁路阀(452)。

12.如权利要求8所述的供气装置(400)，其中，所述排出阀(480)设置在所述涡轮机(450)的下游或所述涡轮机旁路(451)与所述废气管线(412、512)合并或结合处的上游。

13.如权利要求1-3中任一项所述的供气装置(400)，还包括设置在所述压缩机(430)的下游和所述燃料电池(410)的上游的流入控制设备(570)，用于控制所述燃料电池(410)的充注压力。

14.如权利要求13所述的供气装置(400)，其中所述流入控制设备(570)为阀门、风门和第二涡轮机中的至少一个。

15.如权利要求1-3中任一项所述的供气装置(400)，还包括高压压缩机(530)，其中所述高压压缩机(530)设置在所述压缩机(430)的下游和所述燃料电池(410)的上游，用于向所述燃料电池(410)提供加压流体。

16.如权利要求15所述的供气装置(400)，还包括设置在所述压缩机(430)和所述高压压缩机(530)之间的中冷器。

17.如权利要求15所述的供气装置(400)，其中所述高压压缩机(530)被配置成经由所述燃料电池(410)向所述空气润滑设备(420)供应加压流体。

18.如权利要求1-3中任一项所述的供气装置(400)，其中所述燃料电池(410)连接到用于向所述燃料电池(410)提供燃料的燃料供应装置，所述燃料是氢气、甲烷、甲醇、氨或任何其他合适燃料中的至少一种。

19.如权利要求1-3中任一项所述的供气装置(400)，其中所述燃料电池(410)是质子交换膜燃料电池(pemfc)或固体氧化物燃料电池(sofc)、燃料电池混合系统或用于移动应用的任何其他燃料电池。

20.一种包括根据权利要求1-3中任一项所述的供气装置(400)的船舶(400)。

21.一种在用于船舶(400)的供气装置(400)中安装燃料电池(410)的方法，所述供气装置(400)包括用于降低所述船舶(400)的阻力的空气润滑设备(420)和用于向所述空气润滑设备(420)提供加压流体的压缩机(430)，所述方法包括：

技术总结
描述了一种用于船舶的供气装置(100)。该供气装置(100)包括燃料电池(110)和用于降低船舶阻力的空气润滑设备(120)。该燃料电池(110)的废气出口(111)经由废气管线(112)与空气润滑设备(120)连接，用于向该空气润滑设备(120)供应废气。此外，描述了一种包括根据本文所述的任意实施例的供气装置(100)的船舶(200)以及一种向船舶的空气润滑设备(120)供气的方法。

技术研发人员：珍-弗朗索瓦·蒂索,亚里·凯纳嫩,丹尼尔·鲁西
受保护的技术使用者：涡轮增压系统瑞士有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1