CN212354370U - 一种生态船舶 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种生态船舶。生态船舶包括船体，还包括：氢制备装置，用于制备氢气；氢燃料电池，氢制备装置的氢气出口连接氢燃料电池；太阳能发电系统，电能输出端连接氢制备装置；风能发电系统，电能输出端连接氢制备装置。本公开的生态船舶实现能源的自给，噪声小，寿命长。

Description

一种生态船舶

技术领域

本公开属于船舶领域，具体涉及一种生态船舶。

背景技术

海洋污染是指人类的行为使海洋生态系统遭到破坏，有害物质进入海洋环境而造成的污染。海洋污染的原因之一为船舶的运行造成的污染。目前民用船舶的主要燃料有：柴油、重油、天然气、二甲醚、甲醇等。船舶采用柴油和重油运行不仅造成大气的污染，对水中生态环境也有不利的影响。此外，在远洋运输中船舶的压舱水排放也会带来生物安全等问题。

实用新型内容

本公开旨在提供一种生态船舶，降低船舶对环境造成的干扰。

本公开的一个实施例提供一种生态船舶，包括船体，还包括：氢制备装置，用于制备氢气；氢燃料电池，所述氢制备装置的氢气出口连接所述氢燃料电池；太阳能发电系统，电能输出端连接所述氢制备装置；风能发电系统，电能输出端连接所述氢制备装置。

根据本公开的一些实施例，所述生态船舶还包括：海水淡化系统和太阳能饮用水装置，所述海水淡化系统的淡水出口分别连接所述氢制备装置和太阳能饮用水装置。

根据本公开的一些实施例，所述生态船舶还包括：污水处理器，船舶的污水口连接所述污水处理器，所述污水处理器的净水出口分别连接船舶的马桶和所述氢制备装置。

根据本公开的一些实施例，所述生态船舶还包括：沼气罐和外燃发电机，所述污水处理器的污泥出口连接所述沼气罐，所述船舶的厨余垃圾出口连接所述沼气罐，所述沼气罐的沼气出口连接所述外燃发电机的燃烧室。

根据本公开的一些实施例，所述生态船舶还包括：垃圾粉碎机，用于粉碎固态垃圾，所述垃圾粉碎机的粉碎垃圾出口连接所述外燃发电机的燃烧室。

根据本公开的一些实施例，所述氢燃料电池的热水出口连接船舶的压载水舱。

根据本公开的一些实施例，所述生态船舶还包括：环境热能系统，用于为室内供冷或供热水。

根据本公开的一些实施例，所述压载水舱的出水口连接所述环境热能系统。

根据本公开的一些实施例，所述生态船舶还包括：真空护板，设置于船舶的驾驶室和休息室外侧；及船体的外表面涂覆二氧化硅防腐涂层。

根据本公开的一些实施例，所述生态船舶还包括：核燃料电池，所述氢燃料电池的电力输出口连接核燃料电池。

本公开的生态船舶，利用太阳能和风能发电为氢制备装置提供电力，氢制备装置产生的氢气作为氢燃料电池的燃料，氢燃料电池为船舶的动力系统供能，根据大型船舶需求安装核燃料电池，实现船舶能源的自维持；对船舶上的污水及垃圾进行处理，并通过船舶产生的热水对压载水除菌，减少船舶对环境的影响；通过真空护板减少噪声及次声波对人体的影响。

附图说明

图1是本公开实施例生态船舶的示意图；

图2是本公开实施例环境热能系统的示意图；

图3是本公开实施例真空护板的示意图。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本公开的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

在本公开的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、 "长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"坚直 "、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、 "第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本公开的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本公开的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语"安装"、"相连"、"连接"应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接:可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。

在本公开中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之 "上"或之"下"可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征"之上"、"上方"和"上面"包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征"之下"、"下方"和"下面"包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本公开的不同结构。为了简化本公开的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本公开。此外，本公开可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本公开提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

以下结合附图对本公开的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本公开，并不用于限定本公开

如图1所示，本公开的实施例提供一种生态船舶。生态船舶包括船体，还包括：氢制备装置1、氢燃料电池2、太阳能发电系统3和风能发电系统4。氢制备装置1、氢燃料电池2、太阳能发电系统3和风能发电系统4形成能源自维持系统。

氢制备装置1以水为原料，通过电解水，产生氢气。本实施例的氢制备装置1每天可生产200公斤氢气。根据船舶动力需要，可将多个氢制备装置1串联，满足船舶动力所需的氢燃料。本实施例中，氢制备装置1设置的位置靠近驾驶舱。

氢燃料电池2以氢气为燃料，为船舶的动力系统供给能量。氢制备装置1的氢气出口连接氢燃料电池2，氢制备装置1制备的氢气作为燃料进入氢燃料电池2。根据需要，在氢制备装置1和氢燃料电池2之间设置氢储存罐，用于储藏氢气。氢燃料电池2和氢制备装置1设置于同一舱室内。

太阳能发电系统3包括光伏发电单元，光伏板设置便于接收太阳照射的位置。根据生态船舶的情况，太阳能发电系统3还可以包括太阳能光热发电单元，如将碟式太阳能发电单元设置甲板上。太阳能发电系统 3的电能输出端连接氢制备装置1，为氢制备装置1生产氢气提供电能。

风能发电系统4包括小型风能发电机，可安装在船上。风能发电系统4安装在船舶的迎风风速较大的位置，如风速在7-9米/秒处，便于风能发电系统4发电。风能发电系统4电能输出端连接氢制备装置1，为氢制备装置1生产氢气提供电能。

本实施例的生态船舶，将太阳能和风能转化为电能，产生的电能供氢制备装置生产氢气，氢制备装置产生的氢气作为燃料输入氢燃料电池，为船舶提供动力。通过多个装置的配合，实现船舶能源的自维持，且噪声低，不会造成大气污染。

根据本公开一个可选的技术方案，生态船舶还包括海水淡化系统5 和太阳能饮用水装置11。海水淡化系统5将海水转化为淡水。海水淡化系统5的淡水出口连接太阳能饮用水装置11。海水淡化系统5产生的淡水经太阳能饮用水装置11处理，制备出符合饮用水标准的饮用水，供船员使用。海水淡化系统5的淡水出口连接氢制备装置1。海水淡化系统5产生的淡水还可送入氢制备装置1，作为制备氢气的原料。

根据本公开一个可选的技术方案，生态船舶还包括污水处理器6。船舶的污水口连接污水处理器6，船舶的污水口包括卫生间、洗衣间、厨房等的污水口。污水处理器采用微生物净化，可将污水净化为达到欧盟标准的中水。污水处理器6的净水出口连接船舶的马桶7，污水处理器6产生的净化后中水可用于冲洗马桶7。污水处理器6的净水出口还连接氢制备装置1，多余的中水输送到氢制备装置1，作为制备氢气的原料。

根据本公开一个可选的技术方案，生态船舶还包括沼气罐8和外燃发电机9。污水处理器6的污泥出口连接沼气罐8，污泥进入沼气罐8 发酵，生成沼气。船舶的厨余垃圾出口连接沼气罐8，厨余垃圾沼气罐 8发酵，生成沼气。沼气罐8的沼气出口连接外燃发电机9的燃烧室。外燃发电机9选用已有的外燃发电机，沼气罐8产生的沼气进入外燃发电机9的燃烧室燃烧，外燃发电机9产生电能。外燃发电机9的电能可用于氢制备装置1制备氢气，也可用于船舶的其它用电设备。

可选地，生态船舶还包括垃圾粉碎机10。垃圾粉碎机10用于粉碎固态垃圾，如船员的生活垃圾。垃圾粉碎机10的粉碎垃圾出口连接外燃发电机9的燃烧室。垃圾粉碎机10产生的粉碎垃圾进入外燃发电机 9的燃烧室燃烧，外燃发电机9产生电能。

根据本公开一个可选的技术方案，氢燃料电池2排出热水，水温可达80℃左右。氢燃料电池2的热水出口连接船舶的压载水舱12。船舶的压载水舱12因为出港压载水环境和密封等原因，具有一定微生物滋生的环境条件，在放水时会带来船舶对当地生物安全性的影响，也会对船员生活环境带来一定污染。去除大多数无芽胞细菌可采用温度物理法。在55～60℃加热30～60分钟即可杀死细菌。氢燃料电池2产生的80℃左右的热水采用水置换的方式排入压载水舱12中，实现对压载水舱12 的除菌。

如图2所示，生态船舶还包括环境热能系统13，环境热能系统13 可用于为室内供冷，还可用于提供热水。环境热能系统13选用已有的环境热能设备。环境热能系统13包括环境热能板131、循环主机132 和风机133和热水罐134。环境热能板131连接循环主机132，循环主机132分别连接风机133和热水罐134。环境热能板131设置于室外环境中，可吸收环境中的能量，将冷水加热为热水，热水由循环主机132 的排出热水罐134，热水可用于室内供暖或船员使用等。风机133设置于室内，制冷时，风机133内的盘管吸收室内的热量，并通过循环主机 132转移至室外的环境热能板131，环境热能板131的散热功率远远大于盘管，可将盘管吸收的热量散尽，达到降低室温的效果。与普通制冷和热水系统能耗相比，环境热能系统13降低50％以上的能源消耗量，节省船舶电力。

可选地，压载水舱12的出水口连接环境热能系统13。压载水舱12 置换出的水的温度可能高于船舶所处水域的水环境温度，如果将压载水舱12置换出的水直接排入水域，可能对水域环境造成影响。压载水舱 12置换出的温度高的水送入环境热能系统13，通过环境热能板131吸收压载水舱12置换出的水的余热，再将冷水排入水域环境，可避免对水域生态的影响。可选地，环境热能系统的热水出口134连接船舶的压载水舱12。根据需要，环境热能系统13产生的热水也可用于对压载水舱12的除菌。

如图3所示，生态船舶还包括真空护板14。真空护板14包括位于最外侧的轻合金141，轻合金141内为填充层142。真空层142内为真空，有利于保温，同时有阻断红外线、电磁波、次声波的作用。真空护板14设置于船舶的驾驶室和休息室外侧，保证船员不受海浪次声波和机械振动对身体的影响，起到保温、减少室内噪声、保持室内温度和湿度的作用，提高船员在舱内的舒适度。

根据本公开一个可选的技术方案，船体的外表面涂覆防腐涂层，防腐涂层为二氧化硅防腐涂层，无毒不会造成环境污染，延长船舶的使用寿命。

根据本公开一个可选的技术方案，生态船舶还包括：核燃料电池 15。核燃料电池15连接船舶的动力系统，为动力系统提供能量。对于大型船舶，当氢燃料电池2不足以满足动力系统的需求时，通过核燃料电池15为动力系统供给能量。氢燃料电池2的电力输出口连接核燃料电池15，氢燃料电池2为核燃料电池15提供启动电能。

本公开的生态船舶，控制温室气体及大气污染物的排放，防止压载水及生物污垢造成的外来生物转移，船舶舒适性，噪声小，使用寿命长。

以上所述仅为本公开的较佳实施例而已，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

最后应说明的是：以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，尽管参照前述实施例对本公开进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种生态船舶，包括船体，其特征在于，还包括：

氢制备装置，用于制备氢气；

氢燃料电池，所述氢制备装置的氢气出口连接所述氢燃料电池；

太阳能发电系统，电能输出端连接所述氢制备装置；

风能发电系统，电能输出端连接所述氢制备装置。

2.根据权利要求1所述生态船舶，其特征在于，还包括：海水淡化系统和太阳能饮用水装置，所述海水淡化系统的淡水出口分别连接所述氢制备装置和太阳能饮用水装置。

3.根据权利要求1所述生态船舶，其特征在于，还包括：污水处理器，船舶的污水口连接所述污水处理器，所述污水处理器的净水出口分别连接船舶的马桶和所述氢制备装置。

4.根据权利要求3所述生态船舶，其特征在于，还包括：沼气罐和外燃发电机，所述污水处理器的污泥出口连接所述沼气罐，所述船舶的厨余垃圾出口连接所述沼气罐，所述沼气罐的沼气出口连接所述外燃发电机的燃烧室。

5.根据权利要求4所述生态船舶，其特征在于，还包括：垃圾粉碎机，用于粉碎固态垃圾，所述垃圾粉碎机的粉碎垃圾出口连接所述外燃发电机的燃烧室。

6.根据权利要求1所述生态船舶，其特征在于，所述氢燃料电池的热水出口连接船舶的压载水舱。

7.根据权利要求6所述生态船舶，其特征在于，还包括：环境热能系统，用于为室内供冷或供热水。

8.根据权利要求7所述生态船舶，其特征在于，所述压载水舱的出水口连接所述环境热能系统。

9.根据权利要求1所述生态船舶，其特征在于，还包括：真空护板，设置于船舶的驾驶室和休息室外侧；及，

船体的外表面涂覆二氧化硅防腐涂层。

10.根据权利要求1所述生态船舶，其特征在于，还包括：核燃料电池，所述氢燃料电池的电力输出口连接所述核燃料电池。

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