一种沉浮式海洋装备的压电式温差能发电装置主要是根据碳纤维棒热膨胀系数非常小的特点和金属铝或铝合金热膨胀系数较大的特点设计的压电式温差能发电装备，碳纤维棒放入吸能套管中，当沉浮式海洋装备的压电式温差能发电装置温度为最低时吸能套管收缩量也最大，碳纤维棒与吸能套管之间的间距也变最小，挤压压电陶瓷的程度也最大，使前金属极板、后金属极板上带的电荷量也最多，同理，达到高温时前金属极板、后金属极板上带的电荷量的变化量很大，吸能套筒作为传递海水热能的介质材料直接接触海水，吸收海水热能的效率高，通过温差产生的吸能套筒的伸长与收缩直接改变电陶瓷承受的压力，从而改变前金属极板、后金属极板上带的电荷量，用这种发电方式发电不需要经过很多环节，发电效率高，装备结构简单。装备结构简单。
【技术实现步骤摘要】
一种沉浮式海洋装备的压电式温差能发电装置
[0001]本专利技术属于海洋能发电
，涉及沉浮式海洋装备的温差能发电装置。
技术介绍
[0002]海洋温差能发电装备大致分为两类，一类是利用泵把海底的冷水抽上来给温差能发电装备提供冷端，利用海表面海水提供热端，即温差能发电装备同时具备冷端与热端，利用热机原理进行发电，另一类是冷端与热端不在一起，冷端在海底，热端在海水表面，沉浮式水下装备下沉到海底时处于冷端，上浮到海水表面时处于热端，这种温差能发电方法主要采用相变材料在不同温度下材料体积不同来实现发电，这一类专利专利技术的目的主要是为了给沉浮式水下装备充电。专利申请号申请号201610479580.6利用海洋温差能发电和浮潜滑翔控制的无人潜水器系统；申请号：201911061155.5基于海洋温差能驱动的剖面运动平台及其发电控制方法；专利申请号：201721280147.6一种用于无人水下潜器的温差能发电装置，这三个专利都是利用相变材料的特性实现的温差能发电装置，但是都有共同缺点，以专利申请号：201721280147.6一种用于无人水下潜器的温差能发电装置来具体说明。该专利采用相变材料在低温状态时凝固而收缩，高温状态时相变材料融化膨胀，当相变材料收缩或膨胀时挤压橡胶软管内的液压油，再配合低压皮囊和高压储能器，推动液压缸，再通过液压马达带动发电机发电，主要有几个方面制约发电效率，第一，在相变单元中换热管的换热管壁会影响海水与相变材料之间的热量传递，二，液压缸本身有摩擦损耗，第三，发电机本身存在发电效率问题，所以这类温差能发电装备发电效率较低。另外该专利技术包括相变单元、液压单元、机械传动单元、特制液控压力阀及其互锁阀、低压皮囊等所组成的液压单元增速机构、发电机等组成了温差能发电装置，结构复杂，在运行过程中容易出现故障。
技术实现思路
[0003]本专利技术的目的是克服上述技术问题，提供一种高效、设备结构简单的沉浮式海洋装备的温差能发电装置。
[0004]为解决上述技术问题，采取以下技术方案：
[0005]一种沉浮式海洋装备的压电式温差能发电装置包括吸能套筒、吸能套筒盖、施压螺杆、碳纤维棒、前绝缘垫、前金属极板、压电陶瓷、后金属极板、后绝缘垫、压板、绝缘套筒、继电器、信号采集与控制器、整流桥、电池。吸能套筒采用热膨胀系数较高的同时重量轻的金属铝或铝合金材料，吸能套筒一侧是封闭结构，吸能套筒的另一侧有吸能套筒盖，吸能套筒与吸能套筒盖之间利用螺纹连接，吸能套筒盖上有施压螺杆，吸能套筒盖与施压螺杆之间利用螺纹连接，前金属极板、后金属极板、后绝缘垫、压板、吸能套筒盖的中心有通过导线的圆孔，压电陶瓷采用环状压电陶瓷，在吸能套筒中依次放入绝缘套筒、碳纤维棒、前绝缘垫、前金属极板、压电陶瓷、后金属极板、后绝缘垫、压板。第一根导线与前金属极板相连接，第二根导线与后金属极板相连接，这两根导线分别通过压电陶瓷、后金属极板、后绝缘垫、压板的中心圆孔和吸能套筒盖圆孔引到吸能套筒之外，引出的第一根导线与继电器的一端
相连接，继电器的另一端与整流桥的下输入端相连接，引出的第二根导线与整流桥的上输入端相连接，继电器与信号采集与控制器相连接，整流桥的正输出端与电池的正极相连接，整流桥的负输出端与电池的负极相连接。
[0006]采取上述技术方案后所取得的技术效果：
[0007]吸能套筒作为传递海水热能的介质材料直接接触海水，吸收海水热能的效率高，通过温差产生的吸能套筒的伸长与收缩直接改变电陶瓷承受的压力，改变前金属极板、后金属极板上带的电荷量，用这种发电方式不需要经过很多环节直接发电，发电效率高，装备结构简单。
附图说明
[0008]图1是一种沉浮式海洋装备的压电式温差能发电装置的结构示意图。
[0009]图1中：1吸能套筒、2吸能套筒盖、3施压螺杆、4碳纤维棒、5前绝缘垫、6前金属极板、7压电陶瓷、8后金属极板、9后绝缘垫、10压板、11绝缘套筒、12继电器、13信号采集与控制器、14、整流桥、上输入端1401、下输入端1402、负输出端1403、正输出端1404、15电池。
具体实施方式
[0010]下面结合附图并通过具体实施方式进一步说明本专利技术的技术方案。
[0011]一种沉浮式海洋装备的压电式温差能发电装置包括吸能套筒1、吸能套筒盖2、施压螺杆3、碳纤维棒4、前绝缘垫5、前金属极板6、压电陶瓷7、后金属极板8、后绝缘垫9、压板10、绝缘套筒11、继电器12、信号采集与控制器13、整流桥14、电池15。前金属极板6中与前绝缘垫5相邻的面为前金属极板6的外表面，与压电陶瓷7相邻的面为前金属极板6的内表面，后金属极板8中与后绝缘垫9相邻的面为后金属极板8的外表面，与压电陶瓷7相邻的面为后金属极板8的内表面，在压电陶瓷7中与前金属极板6相邻的面为压电陶瓷7的前表面，与后金属极板8相邻的面为压电陶瓷7的后表面，吸能套筒1采用热膨胀系数较大的同时重量轻的金属铝或铝合金来制作，吸能套筒1的结构是一侧是封闭结构，吸能套筒1为空心圆柱体形状，碳纤维棒4为圆柱体形状，前绝缘垫5、前金属极板6、压电陶瓷7、后金属极板8、后绝缘垫9、压板10采用圆形片状形状，前金属极板6、后金属极板8、后绝缘垫9、压板10的中心有通过导线的圆孔，压电陶瓷7采用环状压电陶瓷，吸能套筒1的另一侧有吸能套筒盖2，吸能套筒1与吸能套筒盖2之间采用螺纹连接，吸能套筒盖2上有施压螺杆3，吸能套筒盖2与施压螺杆3之间采用螺纹连接，在吸能套筒1中依次放入绝缘套筒11、碳纤维棒4、前绝缘垫5、前金属极板6、压电陶瓷7、后金属极板8、后绝缘垫9、压板10，第一根导线与前金属极板6的外表面相连接，第二根导线与后金属极板8的外表面相连接，这两根导线分别通过压电陶瓷7、后金属极板8、后绝缘垫9、压板10的中心圆孔和吸能套筒盖2的中心的圆孔引到吸能套筒1之外，引出的第一根导线与继电器12的一端相连接，继电器12的另一端整流桥14的下输入端1402相连接，引出的第二根导线与整流桥14的上输入端1401相连接，整流桥14的正输出端1404与电池15的正极相连接，整流桥14的负输出端1403与电池15的负极相连接。
[0012]为避免在温度变化时压电陶瓷周围形成空隙导致无法对压电陶瓷7施压，通过施压螺杆3和压板10把碳纤维棒4、前绝缘垫5、前金属极板6、压电陶瓷7、后金属极板8、后绝缘垫9压紧，沉浮式海洋装备是在海洋中周期性沉浮的海洋装备，沉浮式海洋装备的压电式温
差能发电装置安装在沉浮式海洋装备中并直接接触海水，随着沉浮式海洋装备下沉，海水温度也随着变低，吸能套筒1的热膨胀系数相对于碳纤维棒4很大，吸能套筒1遇到低温时收缩，而吸能套筒1里面的碳纤维棒4的收缩量极小，吸能套筒1与碳纤维棒4的长度之差变小，这时吸能套筒1内的压电陶瓷7受到挤压，压电陶瓷7表面产生电荷，调整压电陶瓷7的极化方向，使压电陶瓷7的前表面产生正电荷，电陶瓷7的后表面产生负电荷，这时前金属极板6的内表面感应出负电荷，前金属极板6的外表面感应出正电荷，后金属极板8的内表面上感应出本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种沉浮式海洋装备的压电式温差能发电装置包括吸能套筒(1)、吸能套筒盖(2)、施压螺杆(3)、碳纤维棒(4)、前绝缘垫(5)、前金属极板(6)、压电陶瓷(7)、后金属极板(8)、后绝缘垫(9)、压板(10)、绝缘套筒(11)、继电器(12)、信号采集与控制器(13)、整流桥(14)、电池(15)。2.根据权利要求1所述的一种沉浮式海洋装备的压电式温差能发电装置，其特征是：吸能套筒(1)的结构是一侧是封闭结构，吸能套筒(1)为空心圆柱体形状，碳纤维棒(4)为圆柱体形状，前金属极板(6)、后金属极板(8)、后绝缘垫(9)、压板(10)的中心有通过导线的圆孔，压电陶瓷(7)采用环状压电陶瓷，吸能套筒(1)的另一侧有吸能套筒盖(2)，吸能套筒(1)与吸能套筒盖(2)之间采用螺纹连接，吸能套筒盖(2)上...
【专利技术属性】
技术研发人员：李承斌，朴兴锡，李杭琦，
申请(专利权)人：海南蓝瑞科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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