用于海洋立管的俘能发电装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种用于海洋立管的俘能发电装置，包括柔性膜状俘能供电结构，所述柔性膜状俘能供电结构包覆在海洋立管表面，所述柔性膜状俘能供电结构内封装有多个压电单元。本实用新型专利技术的发电装置所产生的电能完全能够为海洋管道的检测系统、检测数据传输系统提供足够的电能，还具备电能存储装置，当产生电能富余时能够及时进行存储，保证系统的持续供电，本实用新型专利技术从技术上直接支持海洋这样特殊环境中管道的无线检测，以及检测数据的无线传输，是水下结构检测技术的重要革新。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及用于海洋立管的俘能发电装置。
技术介绍
石油天然气是关系国民经济和社会发展的重要战略资源，我国海洋可采石油储量几乎占全部可采储量的三分之一，在未来很长一段时间内都将是国家能源战略的重中之重。海底管道是海洋油气资源最主要也是最快捷、经济、可靠的运输方式。海底管道服役环境极端，随着其服役时间不断增加，腐蚀、焊缝等缺陷严重影响了管道的安全性，成为管道事故发生的主要原因，由此，利用检测工具对海底管道进行安全检测成为保证管道安全运行的重要手段。近年来，无线电传感器迅速发展，日益应用广泛，对于海底管道这类处于极端环境中的特殊结构检测具有极大的应用优势，但该类传感器目前主要储能供能方式是化学电池，不能够随着海底管道的长期服役过程持久供电，且体积和质量均较大，因此，开发一种新的供能方式能够促使海底管道无线监控系统成为现实。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种用于海洋立管的俘能发电装置，能够利用洋流作用下海洋立管的振动变形为管道的检测和监控系统中的传感和数据传输提供电能。本技术解决技术问题所采用的技术方案是：用于海洋立管的俘能发电装置，包括柔性膜状俘能供电结构，所述柔性膜状俘能供电结构包覆在海洋立管表面，所述柔性膜状俘能供电结构内封装有多个压电单元。在采用上述技术方案的同时，本技术还可以采用或者组合采用以下进一步的技术方案：所述多个压电单元呈带状或矩阵排列，所述多个压电单元串联形成压电单元电路。所述柔性膜状俘能供电结构包括柔性绝缘膜，所述压电单元电路压制在柔性绝缘膜表面，所述柔性绝缘膜表面还设有电源控制系统，所述压电单元电路连接至电源控制系统。所述电源控制系统包括稳压整流器、储能装置、变压装置以及用于连接用电设备的电路输出端口，所述电源控制系统通过电线连接至压电单元电路。所述柔性绝缘膜表面设有防水封装，所述防水封装将所述压电单元电路和电源控制系统封装在内，与柔性绝缘膜形成密封的柔性膜状俘能供电结构。所述柔性膜状俘能供电结构的两端设有能够相互配合的卡口，所述卡口合上时，所述柔性膜状俘能供电结构能够在海洋立管表面形成柔性套筒。本技术的有益效果是：本技术利用压电材料的正向压电效应，将包含压电单元阵列的薄膜装置包裹在海洋立管外表面，将洋流引起的管道振动机械能转化为电能，经过该供电薄膜装置中的电源控制集成系统的稳压、变压处理，对管道检测的用电设备进行供电点或者进行电能存储，本技术的发电装置所产生的电能完全能够为海洋管道的检测系统、检测数据传输系统提供足够的电能，还具备电能存储装置，当产生电能富余时能够及时进行存储，保证系统的持续供电，本技术从技术上直接支持海洋这样特殊环境中管道的无线检测，以及检测数据的无线传输，是水下结构检测技术的重要革新。附图说明图1是本技术用于海洋立管时的侧视图。图2是图1的截面图。图3是本技术的平面图。图4是图3的侧视图。图5是本技术的爆炸图。图6是本技术用于海洋立管时的整体三维结构图。图7是图6的局部三维结构图。图中标号：1-柔性膜状俘能供电结构；2-高分子防水绝缘柔性薄膜；3-压电单元；4-电线；5-电源控制模块；6-卡口；7-防水封装；8-海洋立管。具体实施方式参照附图。本技术的用于海洋立管的俘能发电装置，包括柔性膜状俘能供电结构1，柔性膜状俘能供电结构1包覆在海洋立管8的表面，柔性膜状俘能供电结构1内封装有多个压电单元3。柔性膜状俘能供电结构1包括高分子防水柔性绝缘膜2，柔性绝缘膜的长度由其将要包覆的海洋立管的外周长决定，薄膜宽度由装置所需压电单元阵列宽度决定。多个压电单元3呈带状或矩阵排列，并且通过电线4串联形成压电单元电路。压电单元组成单元阵列，压电单元两两之间间距在5-10cm范围内取值，压电阵列长度由海洋立管周长决定，压电阵列宽度由用电设备所需电量决定，压电阵列宽度越宽，则压电单元数量越多，即所能提供的电量越大。电线4印制在高分子防水柔性绝缘膜2的表面上，从而使得压电单元电路压制在高分子防水柔性绝缘膜2的表面，高分子防水柔性绝缘膜2的表面还设有电源控制系统，压电单元电路连接至电源控制系统。电源控制系统采用集成的电源控制模块5，电源控制模块5也压制在高分子防水柔性绝缘膜2的表面，电源控制模块5包括稳压整流器、储能装置、变压装置以及用于连接用电设备的电路输出端口，电源控制模块5通过电线连接至压电单元电路，电源控制模块5通过电线与压电单元阵列相连，通过电路输出端口与外部用电设备相连并为其供电，储能装置则用于存储富余电能。高分子防水柔性绝缘膜2的表面设有防水封装7，所述防水封装7包括上封装层和下封装层，所述高分子防水柔性绝缘膜2包括柔性薄膜和薄膜基底，所述上封装层包覆住柔性薄膜及其上的压电单元电路和电源控制模块5，所述下封装层包覆在薄膜基底外围，防水封装7将压电单元电路和电源控制模块5封装在内，与高分子防水柔性绝缘膜2形成密封的柔性膜状俘能供电结构1，所述电源控制模块5位于高分子防水柔性绝缘膜2一侧，柔性膜状俘能供电结构1内的电线都汇集到电源控制模块5所在的这一侧并由此向外供电，这种设计使得柔性膜状俘能供电结构1内复杂的电线结构能够对抗海洋环境中的振动和其他影响。柔性膜状俘能供电结构1的两端设有能够相互配合的卡口6，当两端的卡口6合上时，柔性膜状俘能供电结构1能够在海洋立管8表面形成柔性套筒。在洋流作用下，高分子防水柔性绝缘膜2表面的压电单元与管道结构同步振动，具有相同的变形和应变，根据压电材料的特性，压电单元由于变形而产生电流，由此将振动机械能转化为电能，并经过电路传输至电源控制集成系统，在电源控制集成系统中，电流将通过整流器和变压器为外部用电设施提供稳定、电压匹配的电能，或者将富余电能存储在电能储能器中，达到持续、稳定供能的使用效果。本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于海洋立管的俘能发电装置，其特征在于：包括柔性膜状俘能供电结构，所述柔性膜状俘能供电结构包覆在海洋立管表面，所述柔性膜状俘能供电结构内封装有多个压电单元；所述多个压电单元呈带状或矩阵排列，所述多个压电单元串联形成压电单元电路；所述柔性膜状俘能供电结构包括柔性绝缘膜，所述压电单元电路压制在柔性绝缘膜表面，所述柔性绝缘膜表面还设有电源控制系统，所述压电单元电路连接至电源控制系统。

【技术特征摘要】
1.用于海洋立管的俘能发电装置，其特征在于：包括柔性膜状俘能供电结构，所述柔性膜状俘能供电结构包覆在海洋立管表面，所述柔性膜状俘能供电结构内封装有多个压电单元；所述多个压电单元呈带状或矩阵排列，所述多个压电单元串联形成压电单元电路；所述柔性膜状俘能供电结构包括柔性绝缘膜，所述压电单元电路压制在柔性绝缘膜表面，所述柔性绝缘膜表面还设有电源控制系统，所述压电单元电路连接至电源控制系统。2.如权利要求1所述的用于海洋立管的俘能发电装置，其特征在于：所述电源控制系统包括稳压整流器、...

【专利技术属性】
技术研发人员：张鹤，吕朝锋，蒋吉清，徐诚侃，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：新型
国别省市：浙江;33