一种船用氢动力系统的制作方法

专利2022-05-09  3


本发明涉及氢能源应用和船舶建造领域,尤其涉及一种船用氢动力系统。



背景技术:

氢能源是一种新型的完全绿色无污染的能源,正在各个领域逐步替代传统能源。尤其在船舶上有巨大优势。与传统燃油相比,氢能源完全零排放,无污染。与纯电力相比,氢能有可与燃油相媲美的续航力。

以氢能源为动力的船舶,目前国内外都处于科研和试验阶段,尚无成熟产品。

船舶氢能系统的核心是储氢装置和氢燃料电池。国内外现有的氢能试验船舶,氢燃料电池都安装在机舱内。因为氢气是易燃易爆气体,这就对机舱的防爆提出较高的要求,由此衍生出一系列需要突破的技术难题,如关于氢动船舶机舱内氢气散逸、探测、安全、报警等的研究,以及各对机舱内所有配件的防爆需求,例如风机、泵组等。

另外,储氢装置露天放置时,按规范需安装遮阳罩,但传统的遮阳罩是固定式,浪费空间,功能单一,而且使储氢装置拆装不便。



技术实现要素:

根据上述提出的技术问题,而提供一种船用氢动力系统。本发明采用的技术手段如下:

一种船用氢动力系统,包括:露天安装的氢燃料电池与储氢装置,所述氢燃料电池与储氢装置的上方设有将二者罩住的移动式多功能遮阳罩,所述移动式多功能遮阳罩用于防止阳光直射所述氢燃料电池和储氢装置,所述移动式多功能遮阳罩设有用于为船舶上的锂电池充电的太阳能板,所述移动式多功能遮阳罩的移动组件用于方便储氢装置装卸和充装氢气。

进一步地,所述太阳能板分布于所述移动式多功能遮阳罩的顶部和侧壁。

进一步地,所述氢燃料电池靠近储氢装置安装,所述氢燃料电池安装在远离顶甲板艏部乘员活动区的顶甲板艉部。

进一步地,所述移动式多功能遮阳罩包括安装在甲板上的轨道以及能够在所述轨道上移动的若干罩体,移动式多功能遮阳罩包括多个依次相连的所述罩体,所述罩体的截面积逐渐增大,其中截面积最大的罩体的底端固定在甲板上,需要露出储氢装置时,端部的罩体滑动进入相邻罩体,依次进入直至所有罩体进入截面积最大的罩体。

进一步地,每一节罩体上都装有挂钩,所述挂钩设置于罩体外部,其用于在移动时候带动下一节罩体一起移动。

进一步地,截面积最大的罩体外的所述甲板上安装有电机,所述电机与拉索相连,所述拉索连接在罩体上,截面积最小的罩体侧设置有定滑轮,拉索通过末端的定滑轮改变拉动方向。

本发明具有以下优点:

1、将氢燃料电池与储氢装置一起布置在顶甲板,相邻布置,露天安装。这样不仅规避了机舱防爆的相关问题,而且比常规方案更易于安装维护。氢燃料电池与氢气瓶相邻,缩短了氢气传输管路,管路也不再穿过船体,增加安全性。如果有氢气从氢燃料电池上面逸,会很快散逸出去,不会在机舱内等封闭空间聚集,增加安全性。目前国产的氢燃料电池防护等级已经能做到ip67以上,可以满足布置在室外的需求。

2、船舶不再设有防爆机舱,规避了目前尚未解决的大量技术问题,包括氢燃料电池船舶机舱的防爆、氢气探测、氢气散逸、报警等一系列问题,降低了氢动力在船舶应用上的技术难度。也不再需要机舱内的防爆设备,包括防爆的探测器、泵组、风机、灯等等,节省了大量成本。

3、氢燃料电池可以采用风冷而不是水冷,可以直接移植氢燃料电池车的成熟技术,无需再次开发,无需安装辅助装置,降低了成本,降低了氢动力在船舶应用上的技术难度。

4、本发明还包含一个移动式多功能遮阳罩,即将传统的储氢装置遮阳罩,替换为可以电动滑动的遮阳罩,这样可以方便的移开遮阳罩,将储氢装置吊装下船充氢和吊装上船安装。储氢装置护罩可以方便的移动,方便储氢装置装卸和充装氢气。

5、遮阳罩上面装有防爆型太阳能板。氢动力船舶通常装有锂电池作为氢电的补充,也可以独立驱动船舶。太阳能板充分利用空间和能量,给船上辅助能源-锂电池充电,绿色环保,而且成本低廉,无需主动操作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明船舶氢能系统布置侧视图。

图2为本发明船舶氢能系统布置俯视图。

图3为本发明移动式多功能遮阳罩正视图。

图4为本发明移动式多功能遮阳罩俯视图。

图5为本发明移动式多功能遮阳罩侧视图。

图中:1、氢燃料电池;2、储氢装置;3、移动式多功能遮阳罩;4、罩体;5、挂钩;6、太阳能板;7、拉索;8、定滑轮;9、电机;10、轨道;11、固定支腿;12、滑轮。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

如图1、图2所示,本发明公开了一种船用氢动力系统,包括:露天安装的氢燃料电池1与储氢装置2,所述氢燃料电池与储氢装置的上方设有将二者罩住的移动式多功能遮阳罩3,所述移动式多功能遮阳罩用于防止阳光直射所述氢燃料电池和储氢装置。所有氢相关的设备都集中在露天区域,显著提高安全性,降低技术难度。所述移动式多功能遮阳罩设有用于为船舶上的锂电池充电的太阳能板6,所述移动式多功能遮阳罩的移动组件用于方便储氢装置装卸和充装氢气。氢燃料电池的冷却方式,不再选用水冷,直接采用风冷。露天的环境为风冷提供了便利的条件,无需水冷的辅助系统。因为氢燃料汽车上的燃料电池为风冷,这样就可以将汽车上技术相对成熟的氢燃料电池直接移植到船上使用。

所述太阳能板分布于所述移动式多功能遮阳罩的顶部和侧壁。

所述氢燃料电池靠近储氢装置安装,尽量缩短两者之间的氢气管路连接,所述氢燃料电池安装在远离顶甲板艏部乘员活动区的顶甲板艉部,有利于氢气逸散,进一步提高安全性。

如图3~5所示,所述移动式多功能遮阳罩包括安装在甲板上的轨道以及能够在所述轨道上移动的若干罩体4,移动式多功能遮阳罩包括多个依次相连的所述罩体,所述罩体的截面积逐渐增大,其中截面积最大的罩体的底端固定在甲板上,具体地,其下面安装有4个固定支腿11,除首节外,每一节罩体下面装有两对滑轮12,滑轮都在直接安装在甲板上的轨道10内运动。需要露出储氢装置时,端部的罩体滑动进入相邻罩体,依次进入直至所有罩体进入截面积最大的罩体。本实施例中的轨道为便于罩体移动的形式,具体可为类汽车天窗轨道式。

每一节罩体上都装有挂钩5,所述挂钩设置于罩体外部,其用于在移动时候带动下一节罩体一起移动。

截面积最大的罩体外的所述甲板上安装有电机9,所述电机与拉索7相连,所述拉索连接在罩体上,截面积最小的罩体侧设置有定滑轮8,拉索通过末端的定滑轮改变拉动方向。

当储氢装置需要整体拆卸吊运去充装氢气,或者氢气充装完毕需要吊装上船安装时,就需要移动移动式多功能遮阳罩。此时,电机带动拉索,拉索带动最末一节罩体向右移动,当挂钩挂到最末第二节罩体时,两节罩体同时向右运动,第二节罩体的挂钩挂到第三节后,三节一起向右运动,以此类推,直到所有罩体都运动到第一节下面。此时全部氢燃料电池和储氢装置正上方再无遮挡,可方便吊运。而当电机反向转动,则会带动各个罩体返回原位。电机带有自锁装置,可以通过拉索将各节罩体位置固定不产生滑动。

最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

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