CN106080954A - 一种船舶电解水微气泡减阻装置 - Google Patents

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Abstract

一种船舶电解水微气泡减阻装置，船舶外板上安装有多个产生微气泡的微气泡发生仪，该微气泡发生仪包括对介质水进行电解的电源正极和电源负极，以及将电解后的氢气进行收集的收集器和暂存气体的储气件。电源负极、收集器、电源正极和储气件沿水流方向依次设置，电解而出的氢气由收集器进行收集，而氧气则由储气件进行暂存和导向。该装置利用电解水技术进行微气泡发生，减阻效率高，其结构简单，制作要求低且易于实施，能够极大地提高减阻能力，同时提高了工作的稳定性和降低了能耗的需要。

Description

一种船舶电解水微气泡减阻装置
技术领域
本发明涉及采用微气泡减阻的船舶，特别是涉及一种采用电解水进行微气泡减阻的船舶电解水微气泡减阻装置。
背景技术
船舶，特别是大型船舶，在航行时一般都处于湍流作用之中，其受到的流体阻力极大，如何减小阻力以提高航行速度和减少能源损耗成为了一个重要的课题。在目前的流体力学中，减阻方法有许多种，例如高聚物添加剂法、柔性表皮法、微气泡法等。其中，微气泡减阻是指向液体中注入微气泡，利用气泡和湍流的交互作用，改变边界层的湍流结构，抑制湍流脉动，来降低流体输送过程中的摩擦阻力。该种方法已逐渐成为船舶减阻技术中的重要内容。
现有的微气泡减阻型船舶中，一般在船舶的平底上设置带有多个小孔的气板，然后通过喷气装置将气体喷向气板，利用气体流过小孔时受阻而产生气泡。该种船舶的微气泡生成具有以下缺点：1、船舶处于高速航行之中，且水中具有多种不同的杂质，气板中的气孔很容易会被堵塞，一方面会影响船舶的航行，另一方面则必须进行频繁的维护和清理；2、喷气装置的技术要求高，结构复杂，无论是其船舶布局，还是安装维护均较为复杂困难；3、气板的小孔设置严格，既不能太大也不能太小，精度要求十分高，同时，气板为具有特殊要求的透气介质，其生产标准极高且工艺复杂，目前国内的生产技术仍难以满足和普及。
发明内容
本发明旨在提供一种利用电解水技术进行微气泡减阻的装置，以提高流体减阻能力和工作稳定性，同时减少维护需要和降低能耗。
本发明所述的船舶电解水微气泡减阻装置，包括产生微气泡的微气泡发生仪，多个微气泡发生仪同时安装于船舶外板上；所述的微气泡发生仪包括对介质水进行电解的电源正极和电源负极，以及将电解后的氢气进行收集的收集器。
所述的船舶电解水微气泡减阻装置，还有暂存气体的储气件，电源负极安装于微气泡发生仪上沿水流方向的上游位置，收集器、电源正极和储气件依次设置于电源负极的下游方向上。
本发明所述的船舶电解水微气泡减阻装置，微气泡发生仪的电源负极、收集器、电源正极和储气件沿水流方向依次设置，介质水同时被电源正极和电源负极电解为氧气和氢气，氢气被设置于其后的收集器进行收集，收集后的氢气可以进行存储保藏，也可以送至相应设备作为能源使用；而氧气则流至储气件，经储气件暂存后排出或进行特定的扩散性导向后再排出。该种船舶电解水微气泡减阻装置，利用电解水技术进行微气泡发生，具有清洁不污染流体、减阻效率高、易于实施等优点；其结构简单、制作要求低，而无需安装特定的透气介质或开设通气孔，使得制作容易，维护简单，且工作稳定性极高；电解后收集的氢气可作为清洁能源使用，特别是可以直接应用于当前的船舶上，从而极大地降低了能耗的需要。
附图说明
图1是船舶电解水微气泡减阻装置的结构示意图。
图2是图1所示船舶电解水微气泡减阻装置的微气泡发生仪的结构示意图。
图3是图1所示船舶电解水微气泡减阻装置的工作示意图。
图4是图3所示工作示意图的局部放大图。
具体实施方式
如图1-4所示。
一种船舶电解水微气泡减阻装置，包括产生微气泡的微气泡发生仪2，多个微气泡发生仪同时安装于船舶外板1上；所述的微气泡发生仪包括对介质水进行电解的电源正极3和电源负极4，以及将电解后的氢气进行收集的收集器5。
所述的船舶电解水微气泡减阻装置，电源负极4安装于微气泡发生仪2上沿水流方向的上游位置，收集器5和电源正极3依次设置于电源负极4的下游方向上；收集器5紧靠电源负极4设置。使得经电解后氢气十分容易地被收集器收集，而将收集器紧靠电源负极设置，则可以进一步提高氢气的收集率。
有暂存气体的储气件6，储气件安装在微气泡发生仪2位于电源正极3的下游位置处；储气件6可以是开设于微气泡发生仪壳体7上的槽；也可以是安装于微气泡发生仪壳体7上的网；或者是对气体进行导向的导气板，且导气板上开有多个对气体进行不同方向导向的导气孔；还可以视情况设置各种对气体产生不同作用的特定机构。储气件的设置可以对氧气进行暂存和导向，使气泡更加稳定地附着于湍流边界层，从而提高减阻效果。
微气泡发生仪2的仪器壳体7凸出于船舶外板1之外，壳体位于水流方向上游端的直径小于下游端；微气泡发生仪壳体7上游端与下游端之间为一段光滑过渡的曲线；或者微气泡发生仪壳体7可以设置为水滴状。其中，电源负极4设置于微气泡发生仪壳体7位于水流方向的上游端，有两个所述的电源正极3并列设置于微气泡发生仪壳体7的中段位置。微气泡发生仪的仪器壳体凸出于船舶外板之外，既不会影响船体结构，也更便于拆装和维护的操作；微气泡发生仪的仪器壳体的形状设置，可以顺应水流方向，从而降低流体阻力；而两个电源正极的设置，是因为壳体中段的直径较上游位置大而较下游位置的直径和储气件的体积小，可以更有效地对介质水进行电解，从而提高电解能力和减阻能力。
如图3、4所示，船舶从左向右航行，相应的，水流从右侧的上游位置向左侧的下游位置流动，依次经过微气泡发生仪的电源负极、收集器、电源正极和储气件，电解而出的氢气由收集器进行收集，而氧气则由储气件进行暂存和导向，然后气泡形成如图中区域P所示的扩散效果。

Claims (8)

1.一种船舶电解水微气泡减阻装置，其特征在于：包括产生微气泡的微气泡发生仪（2），多个微气泡发生仪同时安装于船舶外板（1）上；所述的微气泡发生仪包括对介质水进行电解的电源正极（3）和电源负极（4），以及将电解后的氢气进行收集的收集器（5）。
2.根据权利要求1所述的船舶电解水微气泡减阻装置，其特征在于：电源负极（4）安装于微气泡发生仪（2）上沿水流方向的上游位置，收集器（5）和电源正极（3）依次设置于电源负极（4）的下游方向上。
3.根据权利要求2所述的船舶电解水微气泡减阻装置，其特征在于：收集器（5）紧靠电源负极（4）设置。
4.根据权利要求1、2或3所述的船舶电解水微气泡减阻装置，其特征在于：有暂存气体的储气件（6）。
5.根据权利要求4所述的船舶电解水微气泡减阻装置，其特征在于：储气件安装在微气泡发生仪（2）位于电源正极（3）的下游位置处。
6.根据权利要求1所述的船舶电解水微气泡减阻装置，其特征在于：微气泡发生仪（2）包括仪器壳体（7），壳体凸出于船舶外板1之外，且壳体位于水流方向上游端的直径小于下游端。
7.根据权利要求6所述的船舶电解水微气泡减阻装置，其特征在于：微气泡发生仪壳体（7）上游端与下游端之间光滑过渡。
8.根据权利要求1、6或7所述的船舶电解水微气泡减阻装置，其特征在于：电源负极（4）设置于微气泡发生仪壳体（7）位于水流方向的上游端，有两个所述的电源正极（3）并列设置于微气泡发生仪壳体（7）的中段位置。
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