特表 2024-510551 ガス層抵抗低減船舶に適用される給気システム及び船舶

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-03-08

(54)【発明の名称】ガス層抵抗低減船舶に適用される給気システム及び船舶

(51)【国際特許分類】

   B63B 1/38 20060101AFI20240301BHJP

【ＦＩ】

B63B1/38

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023550683

(86)(22)【出願日】2021-03-04

(85)【翻訳文提出日】2023-08-24

(86)【国際出願番号】 CN2021079052

(87)【国際公開番号】W WO2022174476

(87)【国際公開日】2022-08-25

(31)【優先権主張番号】202110195731.6

(32)【優先日】2021-02-19

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】523316910

【氏名又は名称】中船（上海）節能技術有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＣＳＳＣ ＳＨＡＮＧＨＡＩ ＭＡＲＩＮＥ ＥＮＥＲＧＹ ＳＡＶＩＮＧ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＣＯ．， ＬＴＤ．

【住所又は居所原語表記】Ｒｏｏｍ ３１２， ３１３， Ｎｏ．１８９， Ｇａｏｘｉｏｎｇ Ｒｏａｄ， Ｈｕａｎｇｐｕ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０００１１ Ｃｈｉｎａ

(74)【代理人】

【識別番号】100128886

【弁理士】

【氏名又は名称】横田 裕弘

(72)【発明者】

【氏名】夏コウ超

(72)【発明者】

【氏名】高麗瑾

(72)【発明者】

【氏名】陳少峰

(72)【発明者】

【氏名】ウン秋琴

(72)【発明者】

【氏名】呉賛

(72)【発明者】

【氏名】黄国富

(72)【発明者】

【氏名】黄樹権

(57)【要約】

ガス層抵抗低減船舶に適用される給気システムであって、いずれにも第１の監視アセンブリ（１３）及び第１のリモコンバルブ（１４）が設けられた排気管路（１２）及び複数の入気管路（１１）が設けられたガスタンク（１）と、ガスタンク（１）の内部に設けられ、第２のリモコンバルブ（２１１）が設けられた入液管（２１）、及び第１の監視アセンブリ（１３）といずれも第２のリモコンバルブ（２１１）に通信接続される第２の監視アセンブリ（２２１）が設けられた排液管（２２）を備える冷却アセンブリ（２）と、を備える給気システムである。該給気システムは、安定した、低温のガスを供給可能である。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガス層抵抗低減船舶に適用される給気システムであって、
いずれにも第１の監視アセンブリ（１３）及び第１のリモコンバルブ（１４）が設けられた排気管路（１２）及び複数の入気管路（１１）が設けられており、前記第１の監視アセンブリ（１３）が対応する前記排気管路（１２）又は入気管路（１１）内のガスの温度、圧力及び流量を監視するように構成され、前記第１のリモコンバルブ（１４）が対応する前記排気管路（１２）又は入気管路（１１）を通過するガスの流量を制御するように構成されるガスタンク（１）と、
前記ガスタンク（１）の内部に設けられ、前記ガスタンク（１）内のガスの温度を低下させるように構成され、第２のリモコンバルブ（２１１）が設けられた入液管（２１）、及び各第１の監視アセンブリ（１３）といずれも前記第２のリモコンバルブ（２１１）に通信接続される第２の監視アセンブリ（２２１）が設けられた排液管（２２）を備え、前記第２の監視アセンブリ（２２１）が前記排液管（２２）内の流体の温度及び流量を監視するように構成され、前記第２のリモコンバルブ（２１１）が前記第２の監視アセンブリ（２２１）及び各第１の監視アセンブリ（１３）の監視結果に応じて前記入液管（２１）を通過する液体の流量を制御するように構成される冷却アセンブリ（２）と、を備える、
給気システム。

【請求項2】

前記ガスタンク（１）内には、前記複数の入気管路（１１）に一対一に対応し、前記ダンパー（１５）に対応する入気管路（１１）の排気端の直前方に設けられる複数のダンパー（１５）が設けられている、
請求項１に記載の給気システム。

【請求項3】

前記冷却アセンブリ（２）は、２つの隣り合う入気管路（１１）の間毎に１つ設けられており、各々が前記ガスタンク（１）の長さ方向に沿って延伸し、一端が前記入液管（２１）に連通し、他端が前記排液管（２２）に連通する複数の第１の冷却コイル（２３）をさらに備える、
請求項１に記載の給気システム。

【請求項4】

前記冷却アセンブリ（２）は、前記ガスタンク（１）の内壁（１６）に沿って設けられ、一端が前記入液管（２１）に連通し、他端が前記排液管（２２）に連通する第２の冷却コイル（２４）をさらに備える、
請求項１に記載の給気システム。

【請求項5】

前記複数の入気管路（１１）に一対一に対応する複数の空気圧縮機（３）をさらに備え、前記入気管路（１１）の一端は、前記入気管路（１１）に対応する前記空気圧縮機（３）に接続される、
請求項１に記載の給気システム。

【請求項6】

前記第１の監視アセンブリ（１３）は、それぞれが前記第１の監視アセンブリ（１３）に対応する前記排気管路（１２）又は入気管路（１１）内のガスの温度、圧力及び流量を監視する第１の温度センサ（１３１）、第１の圧力センサ（１３２）及び第１の流量センサ（１３３）を備える、
請求項１に記載の給気システム。

【請求項7】

前記第２の監視アセンブリ（２２１）は、前記排液管（２２）内の流体の温度及び流量を監視する第２の温度センサ（２２１１）及び第２の流量センサ（２２１２）を備える、
請求項１に記載の給気システム。

【請求項8】

前記ガスタンク（１）のタンク壁は、一端が前記入液管（２１）に連通し、他端が前記排液管（２２）に連通する第３の冷却コイル（１８）が間に設けられた内壁（１６）及び外壁（１７）を備える、
請求項１～７のいずれか１項に記載の給気システム。

【請求項9】

前記ガスタンク（１）のタンク壁の外側には、複数の放熱フィン（１９）が設けられている、
請求項１～７のいずれか１項に記載の給気システム。

【請求項10】

請求項１～９のいずれか１項に記載の給気システムを備える、
船舶。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願は、２０２１年０２月１９日に中国専利局に出願された、出願番号が２０２１１０１９５７３１．６である中国特許出願の優先権を主張し、該出願の全ての内容は引用により本願に組み込まれている。

【0002】

本願は、ガス層抵抗低減船舶の技術分野に関し、例えばガス層抵抗低減船舶に適用される給気システム及び船舶に関する。

【背景技術】

【0003】

船舶ガス層抵抗低減システムは、給気、圧力安定化、ジェット、制御などのサブシステムを含む。給気システムは、複数の空気圧縮機により給気を行い、空気圧縮機の数が多い場合、複数の空気圧縮機の間は相互に干渉し、複雑な管路構造の間は相互に影響し、且つ管路の接続損失が大きくなり、給気システムの出力及び管路内のガスが不安定になる。同時に、一般的な低圧空気圧縮機、例えばオイルフリースクリュ式空気圧縮機については、排出されたガスの温度が高く、１００℃以上に到達し、さらに２００℃に到達可能である。高温ガスが管路で運行する時、損傷や危険が引き起こされる。

【発明の概要】

【0004】

本願は、ガス層抵抗低減船舶に適用される給気システム及び船舶を提供し、空気圧縮機との接続、ガスの安定した出力、且つ出力ガスの温度の低下の役割を果たし、給気システムの実用性及び安定性を高める。

【0005】

ガス層抵抗低減船舶に適用される給気システムであって、
いずれにも第１の監視アセンブリ及び第１のリモコンバルブが設けられた排気管路及び複数の入気管路が設けられており、前記第１の監視アセンブリが対応する前記排気管路又は入気管路内のガスの温度、圧力及び流量を監視するように構成され、前記第１のリモコンバルブが対応する前記排気管路又は入気管路を通過するガスの流量を制御するように構成されるガスタンクと、
前記ガスタンクの内部に設けられ、前記ガスタンク内のガスの温度を低下させるように構成され、第２のリモコンバルブが設けられた入液管、及び各第１の監視アセンブリといずれも前記第２のリモコンバルブに通信接続される第２の監視アセンブリが設けられた排液管を備え、前記第２の監視アセンブリが前記排液管内の流体の温度及び流量を監視するように構成され、前記第２のリモコンバルブが前記第２の監視アセンブリ及び各第１の監視アセンブリの監視結果に応じて前記入液管を通過する液体の流量を制御するように構成される冷却アセンブリと、
を備える給気システムを提供する。

【0006】

以上に記載の給気システムを備える船舶をさらに提供する。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本願の実施例に係る給気システムの構造模式図である。

【図2】本願の実施例に係るガスタンクの縦方向断面図である。

【図3】本願の実施例に係るガスタンクの横方向断面図である。

【図4】本願の実施例に係る給気システムの制御原理図である。

【図5】本願の実施例に係るダンパーの取付方式の模式図である。

【図6】本願の実施例に係るガスタンクのタンク体の構造模式図である。

【図7】本願の実施例に係る船舶の構造模式図である。

【図8】本願の実施例に係る他の船舶の構造模式図である。

【符号の説明】

【0008】

１・・・ガスタンク、１１・・・入気管路、１２・・・排気管路、１３・・・第１の監視アセンブリ、１３１・・・第１の温度センサ、１３２・・・第１の圧力センサ、１３３・・・第１の流量センサ、１４・・・第１のリモコンバルブ、１５・・・ダンパー、１６・・・内壁、１７・・・外壁、１８・・・第３の冷却コイル、１９・・・放熱フィン、
２・・・冷却アセンブリ、２１・・・入液管、２１１・・・第２のリモコンバルブ、２２・・・排液管、２２１・・・第２の監視アセンブリ、２２１１・・・第２の温度センサ、２２１２・・・第２の流量センサ、２３・・・第１の冷却コイル、２４・・・第２の冷却コイル、
３・・・空気圧縮機。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本願の実施例における図面を参照しながら、本願の実施例における技術案を説明する。通常、ここでの図面において述べられて示される本願の実施例のアセンブリは、様々な異なる配置で布置及び設計可能である。

【0010】

類似する符号及びアルファベットは、以下の図面において類似する項を表し、そのため、一旦、１つの項が１つの図面において定義されると、その後の図面においてそれについての定義及び解釈は必要とされない。

【0011】

本願の説明において、用語「上」、「下」、「左」、「右」、「鉛直」、「水平」、「内」、「外」などによって指示される方位又は位置関係は、図面に示す方位又は位置関係に基づくものであり、若しくは該出願の製品の使用時の常に置かれている方位又は位置関係であり、本願の説明を容易にし、説明を簡略化するためのものに過ぎず、かかる装置又は素子が特定の方位を有し、特定の方位で構成されて操作されなければならないことを指示又は暗示するものではないため、本願を制限するものとしては理解できない。また、用語「第１」、「第２」、「第３」は、区別して説明するためのものに過ぎず、相対的な重要性を指示又は暗示するものとしては理解できない。本願の説明において、別途限定がない限り、「複数」の意味は、２つ又は２つ以上である。

【0012】

本願の説明において、別途規定及び限定されない限り、用語「設置」、「接続」は、広義に理解されるべきであり、例えば、固定接続であってもよいし、取外可能な接続であってもよいし、又は一体的に接続されてもよく、機械的接続であってもよいし、電気的接続であってもよい。上記用語の本願における意味は、状況に応じて理解することができる。

【0013】

本願において、別途規定及び限定されない限り、第１の特徴が第２の特徴の「上」又は「下」にあることは、第１の特徴と第２の特徴とが直接接触することを含んでもよいし、第１の特徴と第２の特徴とが直接接触せずそれらの間の他の特徴を介して接触することを含んでもよい。さらに、第１の特徴が第２の特徴の「上」、「上方」及び「上面」にあることは、第１の特徴が第２の特徴の真上及び斜め上にあることを含むか、又は単に第１の特徴の水平高さが第２の特徴よりも高いことを表す。第１の特徴が第２の特徴の「下」、「下方」及び「下面」にあることは、第１の特徴が第２の特徴の真下及び斜め下にあることを含むか、又は単に第１の特徴の水平高さが第２の特徴よりも小さいことを表す。

【0014】

以下、本願の実施例を説明し、前記実施例の例は図面に示され、そのうち、最初から最後まで同じ又は類似する符号は同じ又は類似する素子、或いは同じ又は類似する機能を有する素子を示す。

【0015】

図１に示すように、本実施例は、ガスタンク１及び冷却アセンブリ２を備えるガス層抵抗低減船舶に適用される給気システムを提供し、ガスタンク１には、排気管路１２及び複数の入気管路１１が設けられ、排気管路１２及び各入気管路１１にはいずれも、第１の監視アセンブリ１３及び第１のリモコンバルブ１４が設けられており、複数の第１の監視アセンブリ１３は、相応する排気管路１２及び入気管路１１内のガスの温度、圧力及び流量を監視可能であり、複数の第１のリモコンバルブ１４は、排気管路１２及び入気管路１１を通過するガスの流量をそれぞれ制御可能であり、冷却アセンブリ２は、ガスタンク１の内部に設けられ、冷却アセンブリ２は、ガスタンク１内のガスの温度を低下可能であり、冷却アセンブリ２は、入液管２１及び排液管２２を備え、排液管２２には、第２の監視アセンブリ２２１が設けられており、第２の監視アセンブリ２２１は、排液管２２内の流体の温度及び流量を監視可能であり、入液管２１には、第２のリモコンバルブ２１１が設けられており、第２の監視アセンブリ２２１及び各第１の監視アセンブリ１３はいずれも、第２のリモコンバルブ２１１に通信接続され、第２のリモコンバルブ２１１は、第２の監視アセンブリ２２１及び各第１の監視アセンブリ１３の監視結果に応じて入液管２１を通過する液体の流量を制御可能である。

【0016】

図２～３に示すように、本実施例において、液冷を採用して降温させ、冷却液は、淡水、海水又は油のうちのいずれか１種類を採用するが、これらに限られない。ガスタンク１のタンク壁は、内壁１６及び外壁１７を備え、内壁１６と外壁１７との間には、第３の冷却コイル１８が設けられており、第３の冷却コイル１８は、一端が入液管２１に連通し、他端が排液管２２に連通する。ガスタンク１は、狭長型の円柱状タンク体であり、体積の大きさが船舶に配置された給気システムの運行に必要なガスの流量及び出力ガスの温度の要求によって決定される。

【0017】

一実施例において、排気管路１２の数は、複数であってもよい。

【0018】

給気システムは、複数の空気圧縮機３をさらに備えてもよく、複数の空気圧縮機３は、複数の入気管路１１に一対一に対応し、入気管路１１の一端は相応する空気圧縮機３に接続される。

【0019】

本実施例は、設計されたガスタンク１及び接続形式を空気圧縮機３とガス輸送管路との間の緩衝モジュールとして採用し、空気圧縮機３との接続、ガスの安定した出力、給気形式の調節且つ出力ガスの温度の低下の役割を果たし、給気システムの実用性及び安定性を高める。排液管２２及び排気管路１２に対するリアルタイムな監視により、外界から冷却液を追加するか否か及び追加される冷却液の流速を細緻に調節する目的を達成して、温度が適切なガスを提供し、省エネの効果がある。

【0020】

本実施例において、入気管路１１は、３つ設けられる。各入気管路１１は、一端が１つの空気圧縮機３に接続され、他端がガスタンク１の内部に連通する。ガスタンク１を空気圧縮機３と排気管路１２との間の緩衝モジュールとして、空気圧縮機３との接続、ガスの安定した出力、且つ出力ガスの温度の低下の役割を果たし、給気システムの実用性及び安定性を高める。入気管路１１及び排気管路１２は、それぞれガスタンク１の両側に位置し、これにより、ガスは、入気管路１１からガスタンク１に入って冷却アセンブリ２と十分に熱交換してから、排気管路１２によりガスタンク１から排出される。

【0021】

冷却アセンブリ２は、複数の第１の冷却コイル２３を備えてもよく、２つの隣り合う入気管路１１の間毎に、第１の冷却コイル２３が設けられており、各第１の冷却コイル２３は、ガスタンク１の長さ方向に沿って延伸し、第１の冷却コイル２３は、一端が入液管２１に連通し、他端が排液管２２に連通する。第１の冷却コイル２３は、ガスタンク１の中心に位置し、螺旋状を呈し、ガスタンク１の長さ方向に沿って延伸する。

【0022】

冷却アセンブリ２は、第２の冷却コイル２４をさらに備えてもよく、第２の冷却コイル２４は、ガスタンク１の内壁１６に沿って設けられ、第２の冷却コイル２４は、一端が入液管２１に連通し、他端が排液管２２に連通する。第２の冷却コイル２４は、ガスタンク１の内壁１６に沿って巻回されて設けられ、ガスタンク１内のガスを取り囲み、さらにガスタンク１の中心に位置する第１の冷却コイル２３と結合すると、冷却効果がより優れる。

【0023】

給気システムは、冷却液循環装置をさらに備え、冷却液は、入液管２１により第１の冷却コイル２３、第２の冷却コイル２４及び第３の冷却コイル１８に入り、循環してから排液管２２を介して改めて冷却液循環装置に戻って再利用される。

【0024】

第１の監視アセンブリ１３は、それぞれが相応する排気管路１２及び入気管路１１内のガスの温度、圧力及び流量を監視する第１の温度センサ１３１、第１の圧力センサ１３２及び第１の流量センサ１３３を備える。

【0025】

第２の監視アセンブリ２２１は、それぞれが排液管２２内の流体の温度及び流量を監視する第２の温度センサ２２１１及び第２の流量センサ２２１２を備える。

【0026】

図４に示すように、そのうち、細い実線は、信号伝達ルートを表し、太い実線は、管路であり、且つ白抜き矢印は、ガスの流れ方向を表し、塗り潰し矢印は、冷却液の流れ方向を表す。給気システムは、制御センターをさらに備え、空気圧縮機３、第１のリモコンバルブ１４、第２のリモコンバルブ２１１、第１の温度センサ１３１、第１の圧力センサ１３２、第１の流量センサ１３３、第２の温度センサ２２１１及び第２の流量センサ２２１２はいずれも、制御センターに通信接続される。制御センターは、それぞれ各第１のリモコンバルブ１４のオンオフを制御し、第１のリモコンバルブ１４の開度を制御することにより、それぞれに対応する排気管路１２及び入気管路１１を通過するガスの流量を制御することができ、制御センターは、第２の監視アセンブリ２２１及び各第１の監視アセンブリ１３の監視結果に応じて第２のリモコンバルブ２１１のオンオフを制御し、第２のリモコンバルブ２１１の開度を制御することにより、入液管２１を通過する液体の流量を制御することができる。

【0027】

船舶の満載時、制御センターは、３台の空気圧縮機３を全開するように制御し、空気圧縮機３の回転数を制御し、空気圧縮機３は、一定の圧力及び流量のガスを排出し、制御センターは、３つの入気管路１１における第１の監視アセンブリ１３により空気圧縮機３から排出されたガスの流量及び温度を検出し、計算により入気の流量及び温度を得て、そして、第２のリモコンバルブ２１１により冷却液の量及び流速を制御する。船舶のバラスト時、制御センターは、それらのうちの１台の空気圧縮機３のみを流量が小さくなるようにオンにし、さらに第２のリモコンバルブ２１１を開度が小さくなるように制御すると、冷却液の量及び流速を減少させることができる。船舶ガス層抵抗低減システムは、長時間運行した後、必要な流量が下がり、この場合、それらのうちの１台又は２台の空気圧縮機３をガスの流量が小さくなるようにオフにし、さらに第２のリモコンバルブ２１１を開度が小さくなるように制御して、冷却液の量及び流速を減少させ、エネルギの損失を減少させることができる。空気圧縮機３をオフにする時、ガスの逆流を防止するために、相応する入気管路１１における第１のリモコンバルブ１４もオフにする必要がある。

【0028】

制御センターは、排気管路１２における第１の監視アセンブリ１３により排気管路１２のガスの温度、流量及び圧力を監視制御し、排液管２２における第２の監視アセンブリ２２１により流れ戻った冷却廃液の温度、流量を監視制御して、検出結果に従って第２のリモコンバルブ２１１を、オフ又はオンになるよう若しくは開度が大きく又は小さくなるように制御することで、冷却液の入液流速を調節して、降温能力の調節の目的を達成する。排気管路１２におけるガスの温度が高いことが検出されると、第２のリモコンバルブ２１１の開度を大きくすることで、冷却液の量及び流速を増加させ、冷却アセンブリ２の降温能力を高めて、ガスタンク１内のガスを速やかに降温させる。排気管路１２におけるガスの温度が低いことが検出されると、第２のリモコンバルブ２１１の開度を小さくすることで、冷却液の量及び流速を減少させ、エネルギ損失を減少させる。

【0029】

図５に示すように、ガスタンク１内には、複数のダンパー１５が設けられており、複数のダンパー１５は、複数の入気管路１１に一対一に対応し、ダンパー１５は、入気管路１１の排気端の直前方に設けられる。ダンパー１５は、入気管路１１の排気端に正対する位置に布置され、長方形又は正方形の板ブロック構造である。ダンパー１５は、補強支持構造によりガスタンク１の内壁１６に接続され、その構造強度及び安全が保証される。ダンパー１５と入気管路１１の排気端との間には、一定の隙間が設けられており、これにより、ガスがダンパー１５に突き当たる時、緩衝及びガスの圧力の安定化の役割を果たし、同時にガスを、均一に第１の冷却コイル２３及び第２の冷却コイル２４と接触して熱交換するように分散させる。

【0030】

図６に示すように、他の実施例において、空気を採用して冷却させ、ガスタンク１のタンク壁の外側には、複数の放熱フィン１９が設けられている。放熱フィン１９は、長尺形を呈し、ガスタンク１の長さ方向に沿って延伸する。複数の放熱フィン１９は、ガスタンク１の周方向に沿って均一に布置され、これにより、ガスタンク１内のガスの均一な降温を保証する。

【0031】

本実施例は、上記のような給気システムを備える船舶をさらに提供する。上記給気システムを採用して、複数の空気圧縮機の間の相互干渉を回避し、管路内のガスを安定させ、管路の使用寿命を延長させて、船舶の正常な作動を保証する。

【0032】

図７は、本願の実施例に係る船舶の構造模式図であり、図７には、給気システムの、船舶ガス層抵抗低減全体における位置、且つ冷却システムが吸い込まれた海水を利用して直接冷却可能であることが示される。図８は、本願の実施例に係る他の船舶の構造模式図であり、図８には、給気システムの、船舶ガス層抵抗低減全体における位置、且つ冷却システムが船舶自体に貯留された淡水を採用して冷却可能であることが示されている。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【国際調査報告】