一种航母舰船自发电海水电解燃气气膜减阻与尾部喷气节能助推装置的制作方法

本发明涉及舰船节能推进、再生能源回收、海水电解及燃气流体助推，具体适用于航母及大型远洋船舶的航行阻力回收、清洁能源自发自用、气膜减阻与水下喷气辅助节能助推系统。

背景技术：

1、现有大型航母及远洋舰船航行时，船首持续承受迎面风阻与水体撞流阻力，该部分阻力能量全部白白耗散，未进行回收利用。舰船甲板及船侧闲置面积未有效开发太阳能资源，能源利用形式单一。

2、传统舰船仅依靠主机螺旋桨作为唯一推进动力，航行水体阻力大，主机燃油消耗高，运营成本高。常规海水电解装置无封闭防毒、防污防腐结构，电解海水易产生有毒腐蚀性气体，危害舱室环境与船员健康，同时存在氢气氧气储存安全隐患。

3、现有技术缺少将风阻水阻发电、可收放太阳能发电、储能稳压、密闭防毒海水电解、余热海水雾化复燃、船底气膜减阻、水下定向喷气助推一体化集成的成套节能装置，无法实现废能回收、清洁能源互补、无毒气安全运行、双重节能降阻助推的综合功能。

技术实现思路

1、发明目的

2、本发明提供一种航母舰船自发电海水电解燃气气膜减阻与尾部喷气节能助推装置，解决现有舰船阻力能量浪费、闲置空间能源未利用、燃油消耗量大、海水电解产毒腐蚀、单一推进模式能耗高的技术问题，实现阻力回收发电与太阳能发电联供、密闭防毒电解制氢氧、燃气分路气膜减阻与水下喷气辅助助推，大幅降低舰船主机油耗。

3、技术方案

4、本发明包含风阻水阻联合发电模块、可收放太阳能发电膜板模块、储能电池组模块、密闭防污防毒海水电解槽模块、氢气氧气净化缓冲模块、燃烧室模块、燃气喷口余热回收海水雾化模块、燃气可控分流模块、船底气膜喷管模块、尾部水下整流喷气助推模块。

5、船首位置安装带流线防护导流罩的风阻水阻联合发电机组，回收舰船航行迎面风阻与水体撞流阻力转化为电能。船侧及甲板布设可收放柔性太阳能发电膜板，采用电动卷轴收纳结构，大风浪及作战状态可收起贴合甲板，巡航状态展开补光发电。

6、风阻水阻联合发电机组与太阳能发电膜板所发电量并入储能电池组稳压储存，输出稳定电能供给后端用电设备。储能电池组连接密闭防污防毒海水电解槽，海水经多级过滤净化后送入电解槽内部。

7、海水电解槽采用全密闭隔舱结构，内置前置海水过滤单元、毒气中和吸附单元、负压防泄漏单元及防腐防海洋生物附着内衬，实现电解过程无有毒腐蚀性气体外泄，净化分离出纯净氢气与氧气。

8、纯净氢气氧气送入燃烧室混合燃烧，燃烧室连通燃气喷口余热回收器，利用燃气余热预热过滤后的海水，形成低温海水雾化气。燃烧火焰与海水雾化气混合二次复燃，生成大流量高压混合燃气。

9、高压混合燃气接入可控分流调节阀，分为两路独立管路输送。第一路燃气接入船底分布式微孔喷管，均匀喷出细密微气泡，在船体底部形成连续气膜，隔离船体与海水接触面，降低航行水阻。第二路燃气接入船尾水下收敛整流喷管，约束燃气定向向后喷射，利用反冲作用力形成辅助助推推力，分担舰船主机螺旋桨负荷。

10、装置整体采用随制随用工作模式，仅设置低压缓冲储气单元，不高压大量储存氢氧气体，消除舰船密闭空间爆燃安全隐患。全系统依托航行废能回收与太阳能自发自用，无需额外消耗舰船主机燃油，全程密闭防毒、防污防腐、低气泡低噪音，适配航母及大型远洋舰船军用与民用航行需求。

11、有益效果

12、1.本发明回收船首风阻与水阻废能发电，配合甲板船侧可收放太阳能互补发电，将原本耗散的阻力能量与闲置空间光能转化为可用电能，能源利用率大幅提升。

13、2.设置全密闭防污防毒海水电解槽，具备海水多级过滤、毒气中和吸附、负压防泄漏、防腐防附着功能，从源头杜绝海水电解产生有毒腐蚀性气体，保护舱室环境与船员身体健康。

14、3.利用燃气余热预热海水雾化，与氢氧火焰二次复燃，提升燃气膨胀效率，能量梯级利用，无额外能源损耗。

15、4.采用燃气双路分配模式，一路形成船底气膜减小航行水阻，一路水下定向喷气辅助助推，双重节能作用同步生效，有效降低舰船主机燃油消耗。

16、5.采用随制随用低压缓冲储气设计，规避高压储氢储氧的爆炸安全风险，管路采用特种防腐耐热材质，适配海上高盐高湿恶劣环境，使用寿命长。

17、6.太阳能膜板可收放、发电装置带流线防护结构，抗风浪、防杂物缠绕，不影响航母甲板作业与战机起降，军用适配性强。

1.一种航母舰船自发电海水电解燃气气膜减阻与尾部喷气节能助推装置，其特征在于：包括风阻水阻联合发电模块、可收放太阳能发电膜板模块、储能电池组模块、密闭防污防毒海水电解槽模块、氢气氧气净化缓冲模块、燃烧室模块、燃气喷口余热回收海水雾化模块、燃气可控分流模块、船底气膜喷管模块、尾部水下整流喷气助推模块；船首安装风阻水阻联合发电机组，船侧及甲板布设可收放柔性太阳能发电膜板，风阻水阻联合发电机组与太阳能发电膜板均电性连接储能电池组，储能电池组电性连接密闭防污防毒海水电解槽，海水电解槽依次连通氢气氧气净化缓冲模块、燃烧室模块，燃烧室模块连通燃气喷口余热回收海水雾化模块，燃烧室出气端连接燃气可控分流模块，燃气可控分流模块分两路分别连通船底气膜喷管模块与尾部水下整流喷气助推模块。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：风阻水阻联合发电机组外部设有流线型防护导流罩，内部配置自适应变桨发电结构。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：可收放太阳能发电膜板采用电动卷轴收纳结构，收纳后嵌入甲板安装槽与甲板表面齐平。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：密闭防污防毒海水电解槽为全密闭隔舱结构，前端设有海水多级过滤单元，内部设有毒气中和吸附单元、负压防泄漏单元及防腐防海洋生物附着内衬。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：氢气氧气净化缓冲模块采用随制随用模式，仅设置低压缓冲储气罐，不设高压大容量储气结构。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：燃气喷口余热回收海水雾化模块采用套管式余热回收结构，利用燃气余热预热海水并雾化，与氢氧燃烧火焰混合二次复燃。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：燃气可控分流模块设有电控调节阀，可根据舰船航速自动调配船底气膜与尾部喷气的燃气分配比例。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：船底气膜喷管模块为沿船长布置的分布式微孔喷管，用于喷出细密微气泡形成船体隔离气膜。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：尾部水下整流喷气助推模块采用水下收敛整流喷管结构，约束燃气定向向后喷射产生反冲助推力。