船闸、升船机专用水下拖曳船泵水推进系统的制作方法

本实用新型涉及水利水电工程通航技术领域，具体地指一种船闸、升船机专用水下拖曳船泵水推进系统。

背景技术：

我国水资源丰富，水电建设取得了举世瞩目的成就，其经济和社会效益显著。在水利水电工程领域，船闸是帮助船舶克服水电站上下游航道水位落差的一种通航水工建筑物。船舶通过船闸时需首先依次排队进入船闸，并对船闸进行充、泄水才能使得船舶克服上下游的水位的全部落差而完成过闸过程。

目前，我国船舶在通过船闸、升船机时大多数都是通过柴油发电机带动机船螺旋桨等船舶自身的动力系统完成进闸和出闸过程。对于以柴油为动力的大型货船或客船，在进闸和出闸过程中噪音较大，电站厂区的环境污染问题较为突出，同时浪费了大量的能源。根据不完全统计，船舶在通过船闸停泊期间由其辅助发电机所产生的碳排量占船闸所在区域总排碳量的40％至70％，是影响船闸区域及所在城市空气质量的重要因素。

因此，亟需设计一种可减少碳排放量的水下拖曳船泵水推进系统。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了解决上述背景技术存在的不足之处，为船舶通过船闸、升船机时提供了一种全新的以氢气为动力源的专用水下拖曳船泵水推进系统，可以有效降低大型货船或客船在进闸(或升船机)和出闸(或升船机)过程中燃烧柴油所引起的噪音污染和环境污染问题，真正实现零污染排放，同时可以有效节约能源。

为实现上述目的，本实用新型所设计的船闸、升船机专用水下拖曳船泵水推进系统，其特殊之处在于，包括设置于船舶底部的水泵推进器和方位转向器，所述方位转向器与船舶底部固定连接，还包括储氢燃料堆，所述储氢燃料堆通过动力电缆与水泵推进器电连接，并通过控制电缆与方位转向器电连接。

进一步地，所述水泵推进器包括从前向后依次设置的吸水口及过滤装置、泵组、整流装置，所述泵组的供电端与动力电缆电连接，所述整流装置与方位转向器固定连接。

更进一步地，所述储氢燃料堆的底部设置有滚轮，在船舶夹板上水平移动。

更进一步地，所述电方位转向器为360°旋转转向器。

更进一步地，所述储氢燃料堆包括氢气储气罐组、定量补氢装置、燃料电池电堆、逆变器和控制器。

本实用新型通过储氢燃料堆向水泵推进器提供电能，进入水泵推进器的水流经过加速和整流后排出，为通过船闸、升船机的船舶提供动力。同时本实用新型设置了方位转换器，方位转换器可以360度旋转，可方便船舶的灵活操纵。

与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果包括：

(1)本实用新型技术可有效降低大型货船或客船在进闸(或升船机)和出闸(或升船机)过程中噪音污染和环境污染问题，同时可以节约不可再生能源。

(2)本实用新型技术应用方便，同时可以在不同方位为船舶提供动力，船舶的操纵性能好。

附图说明

图1为本实用新型一种船闸、升船机专用水下拖曳船泵水推进系统的结构示意图。

图2为图1中储氢燃料堆的结构示意图。

图中：储氢燃料堆1，氢气储气罐组1.1，定量补氢装置1.2，电磁阀1.21，单向阀1.22，调流调压阀1.23，启停装置1.24，燃料电池电堆1.3，逆变器1.4，控制器1.5，水泵推进器2，吸水口及过滤装置2.1，泵组2.2，整流装置2.3，方位转向器3，动力电缆4，控制电缆5，船舶6。

具体实施方式

为了使本实用新型技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。

如图1所示，本实用新型提出的一种船闸、升船机专用水下拖曳船泵水推进系统，包括储氢燃料堆1、设置于船舶6底部的水泵推进器2和方位转向器3。

储氢燃料堆1的底部设置有滚轮，在船舶6夹板上水平移动。如图2所示，储氢燃料堆1包括氢气储气罐组1.1、定量补氢装置1.2、燃料电池电堆1.3、逆变器1.4和控制器1.5等设备集成，可通过的氢气储氢罐和氢气蓄电池组连续不断的为水泵推进器2提供直流或交流电源。氢气储气罐组1.1包括若干个可更换的储气罐，额定工作压力为1.0mpa至20.0mpa，每一个储气罐与一个截止阀门连接。定量补氢装置1.2包括电磁阀1.21、单向阀1.22、调流调压阀1.23和启停装置1.24。调流调压阀1.23可以准确控制的定量补氢装置1.2出口、燃料电池电堆1.3入口的氢气的流量和压力。燃料电池电堆1.3的排水口通过排水管、检修阀门1.7与水箱1.6连接，通过水箱1.6收集燃料电池电堆1.3发生化学反应所产生的纯净水。

储氢燃料堆1通过动力电缆4与水泵推进器2电连接，并通过控制电缆5与方位转向器3电连接。方位转向器3为360°旋转转向器，与船舶6底部固定连接。

水泵推进器2包括从前向后依次设置的有一个或数个吸水管的吸水口及过滤装置2.1、泵组2.2、整流装置2.3，泵组2.2的供电端与动力电缆4电连接，整流装置2.3与方位转向器3固定连接。

本实用新型工作时，包括以下步骤：

1)在船舶6通过船闸或升船机时，将水泵推进器2及方位转向器3通过法兰或其他方式与船舶6进行联结固定，同时将储氢燃料堆1移动至船舶6甲板上；

2)储氢燃料堆1的控制器1.5通过控制定量补氢装置1.2的启停装置1.24打开的电磁阀1.21，氢气从氢气储气罐组1.1依次经过的电磁阀1.21、单向阀1.22、调流调压阀1.23后进入燃料电池电堆1.3。氢气储气罐组1.1的额定工作压力为1.0mpa至20.0mpa。氢气在燃料电池电堆1.3内发生电化学反应后，产生的电能经过逆变器1.4后变成交流电通过动力电缆4为水泵推进器2提供直流或交流电源。

3)水泵推进器2通过吸水口及过滤装置2.1将水流吸入泵组2.2，经过泵组2.2加速、加压，并经过整流装置2.3整流后排出，为通过的船闸、升船机的船舶6提供动力，从而有效避免了采用柴油为动力源所引起的噪音和环境污染问题。

4)储氢燃料堆1的控制器1.5通过控制电缆5向方位转向器3发送控制指令，方位转向器3根据控制指令旋转，从而带动整流装置2.3旋转，为通过的船闸、升船机的船舶6调整方向，提高了船舶6的操纵性能。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

技术特征：

1.一种船闸、升船机专用水下拖曳船泵水推进系统，其特征在于：包括设置于船舶(6)底部的水泵推进器(2)和方位转向器(3)，所述方位转向器(3)与船舶(6)底部固定连接，还包括储氢燃料堆(1)，所述储氢燃料堆(1)通过动力电缆(4)与水泵推进器(2)电连接，并通过控制电缆(5)与方位转向器(3)电连接。

2.根据权利要求1所述的船闸、升船机专用水下拖曳船泵水推进系统，其特征在于：所述水泵推进器(2)包括从前向后依次设置的吸水口及过滤装置(2.1)、泵组(2.2)、整流装置(2.3)，所述泵组(2.2)的供电端与动力电缆(4)电连接，所述整流装置(2.3)与方位转向器(3)固定连接。

3.根据权利要求1所述的船闸、升船机专用水下拖曳船泵水推进系统，其特征在于：所述储氢燃料堆(1)的底部设置有滚轮，在船舶(6)夹板上水平移动。

4.根据权利要求1所述的船闸、升船机专用水下拖曳船泵水推进系统，其特征在于：所述电方位转向器(3)为360°旋转转向器。

5.根据权利要求1所述的船闸、升船机专用水下拖曳船泵水推进系统，其特征在于：所述储氢燃料堆(1)包括氢气储气罐组(1.1)、定量补氢装置(1.2)、燃料电池电堆(1.3)、逆变器(1.4)和控制器(1.5)。

技术总结
本实用新型公开了一种船闸、升船机专用水下拖曳船泵水推进系统，所述系统包括设置于船舶底部的水泵推进器和方位转向器，所述方位转向器与船舶底部固定连接，还包括储氢燃料堆，所述储氢燃料堆通过动力电缆与水泵推进器电连接，并通过控制电缆与方位转向器电连接。本实用新型可以有效降低大型货船或客船在进闸(或升船机)和出闸(或升船机)过程中燃烧柴油所引起的噪音污染和环境污染问题，真正实现零污染排放，同时可以有效节约能源。

技术研发人员：桂绍波;郑涛平;李玲;梁波;杨家胜;代开锋;何昌炎
受保护的技术使用者：长江勘测规划设计研究有限责任公司
技术研发日：2019.09.30
技术公布日：2020.06.12