CN108425817B - 一种蜗簧储能的海洋温差能获取转换发电装置 - Google Patents
一种蜗簧储能的海洋温差能获取转换发电装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108425817B CN108425817B CN201810095863.XA CN201810095863A CN108425817B CN 108425817 B CN108425817 B CN 108425817B CN 201810095863 A CN201810095863 A CN 201810095863A CN 108425817 B CN108425817 B CN 108425817B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- spiral spring
- ratchet
- unit
- heat exchanger
- exchanger tube
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims abstract description 7
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 50
- 230000008010 sperm capacitation Effects 0.000 claims abstract description 6
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims description 13
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 6
- 239000010720 hydraulic oil Substances 0.000 claims description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- 230000009347 mechanical transmission Effects 0.000 abstract description 3
- 239000012782 phase change material Substances 0.000 description 6
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 2
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 2
- 241000237858 Gastropoda Species 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000010257 thawing Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03G7/00—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
- F03G7/04—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using pressure differences or thermal differences occurring in nature
- F03G7/05—Ocean thermal energy conversion, i.e. OTEC
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Oceanography (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Abstract
本发明公开了一种蜗簧储能的海洋温差能获取转换发电装置，包括温差获能单元、机械传动单元和发电单元，所述温差获能单元由换热管、压力机和流量计组成；所述机械传动单元由单向液压缸、丝杠螺母机构、棘轮机构、蜗簧机构和增速机构组成；所述发电单元包括永磁无刷直流电机和电路控制板，所述换热管通过压力计及流量计连接所述单向液压缸，所述丝杠螺母机构螺杆连接棘轮机构的棘轮轴，棘轮轴连接蜗簧机构的输入轴，蜗簧机构的输出轴连接增速机构的增速轴，增速机构的输出轴连接所述永磁无刷直流电机。该装置具有免拆卸，使用寿命长，多次循环使用，无污染等特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种可以获取外界温差能，并将其转化为电能的装置，具体为一种蜗簧储能的海洋温差能获取转换发电装置。
背景技术
在水下潜器能源领域，使用可充电电池或一次性电池供电的方式来提供能量，在岸上或者母船上给电池充满电或者安装满电的一次性电池，待水下潜器电能耗尽之前再打捞出海，充电或者更换电池。从而维持水下潜器的正常工作。
这种供能方式具有一定的缺陷，主要表现在：首先，水下潜器主要工作场合是海洋，海洋的特殊环境不适合人类长久作业，搜寻、打捞水下潜器十分不便。其次，一次性电池的拆卸、更换十分不便，水下潜器要求结构紧凑密封性好，拆卸水下潜器可能损伤其结构，即使使用可充电电池，其寿命有限，也需要定期更换。最后，电池的制作需要耗费材料，并且报废的电池处理上也需要物力人力。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种蜗簧储能的海洋温差能获取转换发电装置。该装置具有免拆卸，使用寿命长，多次循环使用，无污染等特点。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种蜗簧储能的海洋温差能获取转换发电装置，包括温差获能单元、机械传动单元和发电单元，所述温差获能单元由换热管、压力机和流量计组成；所述机械传动单元由单向液压缸、丝杠螺母机构、棘轮机构、蜗簧机构和增速机构组成；所述发电单元包括永磁无刷直流电机和电路控制板，所述换热管通过压力计及流量计连接所述单向液压缸，所述丝杠螺母机构螺杆连接棘轮机构的棘轮轴，棘轮轴连接蜗簧机构的输入轴，蜗簧机构的输出轴连接增速机构的增速轴，增速机构的输出轴连接所述永磁无刷直流电机。
进一步的，换热管为双层结构，外部为金属管壁，内壁为橡胶油管，金属管壁与橡胶油管之间填充有相变材料，橡胶油管内设有液压油。换热管内可装不同相变温度的相变材料，可以满足不同的外界温差的设计需求。
与现有技术相比，本发明的技术方案所带来的有益效果是：
(1)本发明中换热管采用双层结构，可更换相变材料，根据不同环境温差，装载相变温度介于温差之间的相变材料，可以满足不同海域、深度的作业环境。
(2)采用蜗簧机构储能，多次循环，系统可靠性高。
(3)整体密封结构，实现长时间自动循环工作，免拆卸更换部件，为搭载主体提供持续电能。
(4)棘轮机构断开丝杠螺母机构的螺杆与蜗簧机构的输入轴的连接作用，起到单向转动作用。
附图说明
图1为本发明装置的原理示意图。
图2为本发明换热管截面示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的描述。
如图1所示，本发明装置是由换热管1、压力计2、流量计3、单向液压缸4、丝杠螺母机构5、棘轮机构6、蜗簧机构7、增速机构8、永磁无刷直流电机9、二极管10、整流稳压电路11、二极管12、耗散电阻13、控制、检测、存储单元14、二极管15、电源16、电机转速传感器T1、负载电流传感器T2、负载电压传感器T3、电机导通开关S1、负载耗电控制开关S2、电源开关S3、通信串口RS232组成。其中换热管1为双层结构，外部为金属管壁，内部为橡胶油管，金属管壁与油管之间为相变材料，油管内为液压油，换热管1通过内部油管连接压力计2、流量计3，最终与单向液压缸4相连。单向液压缸4左端为液压油舱，右端为活塞杆，活塞杆固定丝杠螺母机构5的螺母，螺母与螺杆通过螺旋副连接。棘轮机构6的轴连接丝杠螺母机构5的螺杆。蜗簧机构7的输入轴连接棘轮机构6的轴。增速机构8的输入轴连接蜗簧机构7的输出轴，输出轴连接永磁无刷直流电机9的轴。
该装置的具体工作过程如下：
如图1所示，当换热管1出油阶段，换热管1内相变材料开始膨胀(由固态融化为液态)，换热管1内的液压油流入双作用液压缸4的左端，推动活塞向右移动，推动单向液压缸4活塞向右移动，并推动丝杠螺母机构5中的螺母移动，螺母通过螺旋副带动丝杠转动，丝杠螺母机构5通过丝杠带动棘轮机构6转动，棘轮机构6轴带动蜗簧机构7输入轴转动，输入轴转动带动蜗簧旋转变形，进行机械储能，当相变完成，蜗簧带动输出轴转动，输出轴带动增速机构8输入轴转动，通过齿轮组带动输出轴转动，输出轴带动永磁无刷直流电机9轴转动，从而实现发电过程。
当换热管1回油阶段，相变材料开始凝固(由液态凝固为固态)换热管1的橡胶软管为真空状态，将单向液压缸4左侧油吸入换热管1，单向液压缸4活塞向左移动，带动丝杠螺母机构5的螺母向左移动，棘轮机构6断开丝杠螺母机构5的螺杆与蜗簧机构7的输入轴的连接作用，起到单向转动作用。从而达到回油过程为下一次出油发电做准备。
电路控制部分，单片机控制系统初始化后，并联调节器开关闭合导通，检测永磁无刷直流电机9转速，电机转速传感器T1检测当永磁无刷直流电机9转速≥5500r/min时电机导通开关S1闭合导通，电机导通开关S1闭合导通，电池充电。池电量达到设定的电池充电最大电量时电机导通开关S1断开截止，电池停止充电。电池电量未达到设定的电池充电最大电量电机导通开关S1保持闭合导通。永磁无刷直流电机9转速＜5500r/min时，电机导通开关S1断开，电池停止充电，电机导通开关S1断开。
本发明并不限于上文描述的实施方式。以上对具体实施方式的描述旨在描述和说明本发明的技术方案，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的。在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，本领域的普通技术人员在本发明的启示下还可做出很多形式的具体变换，这些均属于本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种蜗簧储能的海洋温差能获取转换发电装置，其特征在于，包括温差获能单元、机械传动单元和发电单元，所述温差获能单元由换热管、压力机和流量计组成；所述机械传动单元由单向液压缸、丝杠螺母机构、棘轮机构、蜗簧机构和增速机构组成；所述发电单元包括永磁无刷直流电机和电路控制板，所述换热管通过压力计及流量计连接所述单向液压缸，所述丝杠螺母机构螺杆连接棘轮机构的棘轮轴，棘轮轴连接蜗簧机构的输入轴，蜗簧机构的输出轴连接增速机构的增速轴，增速机构的输出轴连接所述永磁无刷直流电机，所述换热管为双层结构，外部为金属管壁，内壁为橡胶油管，金属管壁与橡胶油管之间填充有相变材料，橡胶油管内设有液压油。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810095863.XA CN108425817B (zh) | 2018-01-31 | 2018-01-31 | 一种蜗簧储能的海洋温差能获取转换发电装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810095863.XA CN108425817B (zh) | 2018-01-31 | 2018-01-31 | 一种蜗簧储能的海洋温差能获取转换发电装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108425817A CN108425817A (zh) | 2018-08-21 |
| CN108425817B true CN108425817B (zh) | 2019-09-20 |
Family
ID=63156333
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810095863.XA Expired - Fee Related CN108425817B (zh) | 2018-01-31 | 2018-01-31 | 一种蜗簧储能的海洋温差能获取转换发电装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108425817B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021073055A1 (zh) * | 2019-10-17 | 2021-04-22 | 钱建春 | 温差能量转换设备 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110056490B (zh) * | 2019-03-25 | 2020-09-08 | 天津大学 | 一种海洋温差能发电装置 |
| CN110067711A (zh) * | 2019-03-25 | 2019-07-30 | 天津大学 | 一种海洋温差能发电液压系统 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103291571A (zh) * | 2013-05-13 | 2013-09-11 | 张超良 | 一种温差发电装置 |
| CN105587352A (zh) * | 2016-01-19 | 2016-05-18 | 王恩礼 | 热管式真空动力转换装置 |
| CN105822609A (zh) * | 2016-04-29 | 2016-08-03 | 浙江大学 | 一种带调速阀的温差能驱动海洋剖面运动及发电系统 |
-
2018
- 2018-01-31 CN CN201810095863.XA patent/CN108425817B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103291571A (zh) * | 2013-05-13 | 2013-09-11 | 张超良 | 一种温差发电装置 |
| CN105587352A (zh) * | 2016-01-19 | 2016-05-18 | 王恩礼 | 热管式真空动力转换装置 |
| CN105822609A (zh) * | 2016-04-29 | 2016-08-03 | 浙江大学 | 一种带调速阀的温差能驱动海洋剖面运动及发电系统 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021073055A1 (zh) * | 2019-10-17 | 2021-04-22 | 钱建春 | 温差能量转换设备 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108425817A (zh) | 2018-08-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108425817B (zh) | 一种蜗簧储能的海洋温差能获取转换发电装置 | |
| CN100386254C (zh) | 一种能量回收式电动叉车举升控制系统 | |
| CN107605677A (zh) | 一种用于无人水下潜器的温差能发电装置 | |
| CN103697023B (zh) | 用于工程机械的回转制动的能量回收及释放的电液系统 | |
| CN102966336B (zh) | 风力直驱抽油机 | |
| CN103215982A (zh) | 混合动力回转驱动系统和工程机械 | |
| CN109797797A (zh) | 一种扭矩耦合式挖掘机动臂势能回收与再利用系统 | |
| CN108894274A (zh) | 一种挖掘机回转能量回收和再利用系统 | |
| CN205205591U (zh) | 锂电钢轨钻孔机 | |
| CN114039454A (zh) | 一种波浪能发电装置 | |
| CN108644159A (zh) | 一种集能型深海液压源系统 | |
| CN218952290U (zh) | 一种水利水电河道清理装置 | |
| CN203655796U (zh) | 一种用于工程机械回转制动的能量回收及释放的电液系统 | |
| CN207377719U (zh) | 一种无人艇用风力推进发电装置 | |
| CN111636992B (zh) | 一种可伸缩双叶轮管道发电装置 | |
| CN213915161U (zh) | 一种清洗设备 | |
| CN205533490U (zh) | 势能回收与再利用系统及旋挖钻机 | |
| CN204476498U (zh) | 汽车内燃发动机低温启动时的节能降耗系统 | |
| CN107697215A (zh) | 弹簧能源包 | |
| CN203514281U (zh) | 锂电凿冰机 | |
| CN103216782B (zh) | 一种具有发电和观测预警功能的河道航标灯 | |
| CN204591573U (zh) | 一种波浪能量收集系统 | |
| CN100439720C (zh) | 深海水压型液压驱动系统 | |
| CN207470366U (zh) | 一种用于无人水下潜器的温差能发电装置 | |
| CN107477222A (zh) | 一种太阳能斜式止回阀 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20190920 |