一种海洋剖面运动设备及其海洋温差能发电装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种海洋剖面运动设备及其海洋温差能发电装置，属于海洋设备技术领域。发电装置包括密封腔体、蓄能回路、发电回路及置于密封腔体内的等比减压器；蓄能回路包括相变腔桶、相变处液压油囊、蓄能器及由油管路依序串联成回路的第一单向阀、第二单向阀与控制阀；发电回路包括存储有低压油的储油囊、发电机及由油管路依序串联成回路的第三单向阀与用于驱动发电机进行发电的液压马达；等比减压器的高压油端口旁接于第一单向阀与控制阀间的油管路上，低压油端口旁接于第三单向阀与液压马达间的另一侧油管路上。通过增设等比减压器，能将高压等转化成发电转换效率更高的低压能，以提高整个发电设备的能量转换效率，可广泛应用于海洋探测领域。

Marine profile movement device and ocean thermoelectric generating device

The invention relates to an ocean profile motion device and an ocean temperature difference energy generating device, belonging to the technical field of ocean equipment. The power generation device comprises a sealed chamber, an energy storage circuit, a power generation circuit and an equivalent pressure reducer placed in the sealed chamber; the energy storage circuit comprises a phase change chamber barrel, a hydraulic oil bag at the phase change point, an accumulator and a first one-way valve, a second one-way valve and a control valve connected in series by an oil pipeline; and the power generation circuit comprises a low-pressure oil storage circuit. The oil bag, the generator and the third one-way valve connected in series by the oil pipeline are connected with the hydraulic motor used to drive the generator to generate electricity; the high-pressure oil port of the constant pressure reducer is connected with the oil pipeline between the first one-way valve and the control valve, and the low-pressure oil port is connected with the oil pipeline on the other side between the third one-way valve and the hydraulic motor. Up. By adding equal-ratio pressure reducer, high-voltage and other energy can be converted into low-voltage energy with higher power conversion efficiency, so as to improve the energy conversion efficiency of the whole power generation equipment, which can be widely used in the field of marine exploration.

【技术实现步骤摘要】
一种海洋剖面运动设备及其海洋温差能发电装置
本专利技术涉及一种海洋设备，具体地说，涉及一种利用海洋温差能进行发电的发电装置及以该发电装置构建的海洋剖面运动设备。
技术介绍
海洋剖面运动设备是人们研究和探测海洋的重要工具，为了使该设备能够长期持续地在海洋中工作，通常采用锂电池供电；对锂电池的能耗中，有相当一部分用于设备的驱动与控制，极大的降低了剖面运动设备的使用寿命。为了延长海洋剖面运动设备在海洋中的服役年限，通常利用海洋温差能进行发电，在利用所用发出的电能对锂电池进行充电，以补充锂电池中被消耗的电能。例如，公开号为CN105889144A的专利文献中公开了一种的海洋温差能发电装置；如其附图1所示，该海洋温差能发电装置包括外油囊，盛放有固液相变材料与密封液体的相变腔体，设置在相变腔体内被密封液体包覆的相变处液压油囊，通过带有第一单向阀的第一油路与相变处液压油囊连接的蓄能器，通过依次带有三个液控截止式换向阀、马达和第二单向阀的第二油路与蓄能器连接的辅助油囊，相变处液压油囊同时通过带有第三单向阀的第三油路与辅助油囊连接，以及与马达输出端连接的发电单元。其中，一个液控截止式换向阀受控于辅助油囊；其余两个液控截止式换向阀均受控于外油囊，仅在设定压力区间内两者同时导通；外油囊、相变腔体设置在一密封腔体外，其余部件和油路设置在该密封腔体内。此外，CN104595137A也公开了一种供电装置，其与上述海洋温差能发电装置一样，均是利用海洋设备利用海水温度随深度而变化，以通过在深水低温区与浅水高温区之间升降，以利用两个区域之间的温度差进行发电。虽然达到延长了海洋剖面运动设备的服役年限，但是其将海洋温差能转换成电能的转换率仍偏低。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供一种能量利用率高的海洋温差能发电装置；本专利技术的另一目的是提供一种以上述海洋温差能发电装置构建的海洋剖面运动设备。为了实现上述主要目的，本专利技术提供的海洋温差能发电装置包括密封腔体、蓄能回路、发电回路及置于密封腔体内的等比减压器；蓄能回路包括置于密封腔体外的相变腔桶与相变处液压油囊，和置于密封腔体内的蓄能器及由油管路依序串联成回路的第一单向阀、第二单向阀与控制阀；相变腔桶内盛放有固液相变材料及与固液相变材料不互溶且密度不同的密封液体材料，相变处液压油囊置于相变腔桶内并被密封液体包覆，相变处液压油囊的油端口旁接于两单向阀间的油管路上，蓄能器的油端口旁接于第二单向阀与控制阀间的油管路上；发电回路包括置于密封腔体内的存储有低压油的储油囊，发电机，及由油管路依序串联成回路的第三单向阀与用于驱动发电机进行发电的液压马达；储油囊的油端口旁接于第三单向阀与液压马达间的一侧油管路上；等比减压器的高压油端口旁接于第一单向阀与控制阀间的油管路上，低压油端口旁接于第三单向阀与液压马达间的另一侧油管路上。通过增设等比减压器，将蓄能器的高压转化为低压，更适宜小设备的发电需求，由于压力与发电需求更加匹配，使得能量的利用率更高，效率更大。此外，使蓄能器中的油并不进入液压马达，而是通过等比减压器与液压马达隔离式相连，即只传递了等比减压之后的压力，没有油液的流通，从而可在两个回路中使用更合适该回路功能的液压油，不仅液压油的可选范围，且更能确保液压马达等设备的工作安全。具体的方案为控制阀是常闭电磁截止阀。更便于控制，且能减少对原本就显得弥足珍贵的电能的消耗量。优选的方案为发电机的输电端子与储电单元间配置有电流调节单元。通过电流调节单元，实现实时电流控制，从而控制电机电磁转矩，进而控制电机与马达的转速。马达的转速决定了流量的大小，简言之，通过对电流的控制实现对压力能的最大利用，即实现效率最大化。更优选的方案为储电单元包括超级电容组。另一个优选的方案为固液相变材料的密度小于密封液体材料，相变处液压油囊置于相变腔桶的桶容纳腔的下端部内。便于对相变腔桶结构的设计。另一个优选的方案为固液相变材料为相变温度是18.2摄氏度的正十六烷。另一个优选的方案为固液相变材料为正十六烷，密封液体材料为水；油管路中的液压油为低粘度液压油。另一个优选的方案为等比减压器包括高压油缸体，与高压油缸体共中心轴线地固定连接的低压油缸体，可滑动地置于高压油缸体内的高压气密活塞，及可滑动地置于低压油缸体内的低压气密活塞；高压油缸体的油端口构成高压油端口，低压油缸体的油端口构成低压油端口；高压气密活塞与低压气密活塞通过连接件可分离地抵靠连接；低压气密活塞邻近低压油端口的端面固设有第一永磁环，低压油缸体的活塞腔邻近低压油端口的腔底面固设有与第一永磁环同极相对布置的第二永磁环，第二永磁环的内环口径大于低压油端口且与低压油端口共轴布置，两永磁环间同极排斥力迫使低压气密活塞远离低压油端口。再一个优选的方案为等比减压器包括高压油缸体，与高压油缸体共中心轴线地固定连接的低压油缸体，可滑动地置于高压油缸体内的高压气密活塞，及可滑动地置于低压油缸体内的低压气密活塞；高压油缸体的油端口构成高压油端口，低压油缸体的油端口构成低压油端口；高压气密活塞与低压气密活塞通过连接件可分离地抵靠连接；低压油缸体内设有其弹性恢复力迫使低压气密活塞远离低压油端口的压缩弹簧。为了实现上述另一目的，本专利技术提供的海洋剖面运动设备包括缆绳、固定在该缆绳上端上的浮体、固定在该缆绳下端上的锚块及可沿该缆绳上下往复移动的运动设备，运动设备包括海洋温差能发电装置，该海洋温差能发电装置为上述任一技术方案所描述的海洋温差能发电装置。基于前述海洋温差能发电装置的结构设计，能提高发电的能量转换效率，以延长该海洋剖面运动设备在海洋中的服役年限。附图说明图1为本专利技术海洋剖面运动设备实施例的结构示意图；图2为本专利技术海洋剖面运动设备实施例中海洋温差能发电装置的结构示意图；图3为图2中A局部放大图；图4为图2中B局部放大图。具体实施方式本专利技术主要是对海洋剖面运动设备中的海洋温差能发电装置的结构进行说明，其他功能单元的结构参照现有产品进行设计。海洋剖面运动设备实施例参见图1，本专利技术海洋剖面运动设备1包括缆绳10、固定在缆绳10上端上的浮体11、固定在缆绳10下端上的锚块12及可沿缆绳10上下往复移动的运动设备2，运动设备2包括如图2所示的海洋温差能发电装置3。参见图2至图4，海洋温差能发电装置3包括密封腔体30、蓄能回路、发电回路及置于密封腔体30内的等比减压器6。蓄能回路包括置于密封腔体30外而暴露于海水中的四个相变腔桶单元4和置于密封腔体30内的蓄能器36、第一单向阀31、第二单向阀32与控制阀33。其中，控制阀33为常闭电磁截止阀，其只在需进行发电时才打开。如图3所示，相变腔桶单元4包括相变腔桶40及水密地套装在相变腔桶40内的相变处液压油囊41，在相变腔桶40内盛放有固液相变材料43及与固液相变材料43不互溶且密度不同的密封液体材料42；在本实施例中，相变处液压油囊41安装在相变腔桶40桶腔的下端部中，固液相变材料选用相变温度是18.2摄氏度的正十六烷，密封液体材料42为密度比正十六烷大且二者互不相溶的水，密封液体材料42由于密度大而分布于相变腔桶40桶腔的下端部中且完全覆盖相变处液压油囊41，即相变处液压油囊41被密封液体42所包覆。对于相变腔桶单元4的数量根据实际工况进行配置。对于相变温度是1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种海洋温差能发电装置，其特征在于，包括密封腔体、蓄能回路、发电回路及置于所述密封腔体内的等比减压器；所述蓄能回路包括置于所述密封腔体外的相变腔桶与相变处液压油囊，和置于所述密封腔体内的蓄能器及由油管路依序串联成回路的第一单向阀、第二单向阀与控制阀；所述相变腔桶内盛放有固液相变材料及与所述固液相变材料不互溶且密度不同的密封液体材料，所述相变处液压油囊置于所述相变腔桶内并被所述密封液体包覆，所述相变处液压油囊的油端口旁接于两单向阀间的油管路上，所述蓄能器的油端口旁接于所述第二单向阀与所述控制阀间的油管路上；所述发电回路包括置于所述密封腔体内的存储有低压油的储油囊，发电机，及由油管路依序串联成回路的第三单向阀与用于驱动所述发电机进行发电的液压马达；所述储油囊的油端口旁接于所述第三单向阀与所述液压马达间的一侧油管路上；所述等比减压器的高压油端口旁接于所述第一单向阀与所述控制阀间的油管路上，低压油端口旁接于所述第三单向阀与所述液压马达间的另一侧油管路上。

【技术特征摘要】
1.一种海洋温差能发电装置，其特征在于，包括密封腔体、蓄能回路、发电回路及置于所述密封腔体内的等比减压器；所述蓄能回路包括置于所述密封腔体外的相变腔桶与相变处液压油囊，和置于所述密封腔体内的蓄能器及由油管路依序串联成回路的第一单向阀、第二单向阀与控制阀；所述相变腔桶内盛放有固液相变材料及与所述固液相变材料不互溶且密度不同的密封液体材料，所述相变处液压油囊置于所述相变腔桶内并被所述密封液体包覆，所述相变处液压油囊的油端口旁接于两单向阀间的油管路上，所述蓄能器的油端口旁接于所述第二单向阀与所述控制阀间的油管路上；所述发电回路包括置于所述密封腔体内的存储有低压油的储油囊，发电机，及由油管路依序串联成回路的第三单向阀与用于驱动所述发电机进行发电的液压马达；所述储油囊的油端口旁接于所述第三单向阀与所述液压马达间的一侧油管路上；所述等比减压器的高压油端口旁接于所述第一单向阀与所述控制阀间的油管路上，低压油端口旁接于所述第三单向阀与所述液压马达间的另一侧油管路上。2.根据权利要求1所述的海洋温差能发电装置，其特征在于：所述控制阀为常闭电磁截止阀。3.根据权利要求1或2所述的海洋温差能发电装置，其特征在于：所述发电机的输电端子与储电单元间配置有电流调节单元。4.根据权利要求3所述的海洋温差能发电装置，其特征在于：所述储电单元包括超级电容组。5.根据权利要求1至4任一项权利要求所述的海洋温差能发电装置，其特征在于：所述固液相变材料的密度小于所述密封液体材料，所述相变处液压油囊置于所述相变腔桶的桶容纳腔的下端部内。6.根据权利要求1至5任一项权利要求所述的海洋温差能发电装置，其特征在于：所述固液相变材料为相变温度是18.2摄氏度的正十六烷。7.根据权利要求1至5任一项权利要求所述的海洋温差能发电...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈燕虎，马小霞，杨灿军，夏庆超，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33